La investigación muestra una forma que es más eficiente y menos costosa que las pruebas tradicionales
Por Kim Thurler
El cáncer, el VIH y la tuberculosis se encuentran entre las muchas enfermedades graves que con frecuencia se tratan con combinaciones de tres o más medicamentos, durante meses o incluso años. Desarrollar las terapias más efectivas para tales enfermedades requiere comprender cómo la combinación de medicamentos afecta su eficacia.
Si los medicamentos se refuerzan entre sí, esa sinergia puede ser suficiente para reducir las dosis requeridas, aliviando potencialmente los efectos secundarios, reduciendo el tiempo de tratamiento y mejorando la calidad de vida del paciente. Pero si las drogas funcionan unas contra otras, la eficacia se reducirá.
Ahora, investigadores de Tufts, junto con colegas de la Universidad de Harvard y la Universidad Sabanci de Turquía, han desarrollado un nuevo método para medir cómo actúan las drogas en combinación. La nueva metodología es más eficiente y menos costosa que las pruebas tradicionales y proporciona un marco para la prueba sistemática de cualquier agente terapéutico dependiente de la dosis.
“Identificar sinergias al principio del proceso de desarrollo de fármacos preclínicos puede ayudarnos a priorizar las combinaciones de fármacos para un mayor desarrollo”, dijo Bree Aldridge, profesora asistente de biología molecular y microbiología en la Facultad de Medicina de Tufts y profesora asistente adjunta de ingeniería biomédica. “Pero estudiar tales interacciones farmacológicas es un desafío debido a la gran cantidad de combinaciones y al método actual de medición”.
Dichas pruebas se han realizado tradicionalmente en pares de medicamentos a través de una metodología de “tablero de ajedrez” utilizando una placa del tamaño de un iPhone que contiene una cuadrícula de pocillos diminutos, típicamente 96 o 384 pocillos. Se coloca una bacteria, u otro organismo objetivo, en cada pozo junto con una dosis cuidadosamente calibrada de los dos medicamentos en diferentes concentraciones. Se mide el crecimiento bacteriano en cada pocillo para determinar su respuesta a los fármacos.
La complejidad y el costo de las pruebas aumentan exponencialmente con la cantidad de medicamentos que se examinan. Para determinar la sinergia de cinco fármacos sería necesario medir 100.000 combinaciones de respuesta celular en 1.000 placas. Como resultado, las combinaciones de más de dos fármacos, llamadas combinaciones de alto orden, rara vez se someten a tales pruebas.
Sin embargo, el nuevo método no requiere un análisis exhaustivo de todos los comportamientos celulares en todas las combinaciones de dosis posibles. En cambio, para predecir qué combinaciones de alto orden tienen más probabilidades de ser sinérgicas, se dirige solo a las combinaciones de dosis de fármacos más ricas en información.
En experimentos con Mycobacterium tuberculosis , la bacteria que causa la tuberculosis, Aldridge y sus colaboradores descubrieron que medir solo ciertos pozos en la cuadrícula reflejaba los resultados obtenidos al probar todos los pozos.
Aldridge usa la analogía de evaluar el tráfico metropolitano en hora pico. “En lugar de monitorear el tráfico en cada vecindario y en cada carretera, si observa el tráfico en múltiples puntos clave, como Mass Turnpike y los túneles del aeropuerto en Boston, podrá obtener una idea bastante clara de si los viajes diarios ser una brisa o una pesadilla.”
El nuevo estudio de prueba de concepto, publicado recientemente en la revista Science Advances , analizó las interacciones por pares y combinadas entre nueve medicamentos que ahora se usan contra la M. tuberculosis . Aldridge, cuyo trabajo combina enfoques moleculares y matemáticos para el estudio de las micobacterias, espera probar fármacos adicionales en futuros estudios del método, que se denomina DiaMOND (medición diagonal de interacciones farmacológicas de n vías).
El primer y coautor correspondiente del artículo junto con Aldridge es Murat Cokol, ex científico visitante en el laboratorio Aldridge y el Laboratorio de Farmacología de Sistemas (LSP) con sede en la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard, donde Aldridge también es investigador. Otros autores son Nurdan Kuru, de la Universidad Sabanci de Turquía; Ece Bicak, quien anteriormente trabajó con Cokol en LSP; y Jonah Larkins-Ford, un Ph.D. estudiante de biología molecular y microbiología en la Sackler School of Graduate Biomedical Sciences at Tufts.
Aldridge enfatiza que la sinergia de medicamentos debe ser solo una consideración en el desarrollo de terapias efectivas para los pacientes. “Las sinergias observadas en el laboratorio no siempre se asocian con tratamientos clínicos óptimos”, dijo.
Por ejemplo, puede tener sentido incluir combinaciones menos sinérgicas en un régimen para ayudar a combatir la resistencia a los medicamentos. Pero, añadió, “DiaMOND puede desempeñar un papel importante al permitirnos hacer un trabajo mucho mejor en la identificación de sinergias potencialmente valiosas entre los fármacos candidatos en desarrollo”.
Kim Thurler es ex directora ejecutiva de la Oficina de Relaciones Públicas de la Universidad de Tufts.
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.
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