Исследователи из Мичиганского университета представили математическую модель, которая позволяет оценить, как внутренние биологические часы человека влияют на действие лекарств. Работа опубликована в журнале PLOS Computational Biology и частично профинансирована федеральной программой поддержки университетских исследований.
Авторы предлагают использовать модель для подбора времени приема препаратов с учетом индивидуальных ритмов пациента. Такой подход относится к хронотерапии — методу, при котором эффективность лечения повышается за счет синхронизации с естественными биологическими циклами. По словам одного из авторов исследования, студента Тяньюна Яо, теперь у специалистов появился инструмент, позволяющий рассчитывать оптимальное время приема лекарства для усиления его действия. Он отметил, что это может быть полезно, в частности, для людей с синдромом дефицита внимания, депрессией и хронической усталостью.
Исследование посвящено ингибиторам обратного захвата дофамина — препаратам, применяемым при нарколепсии и депрессии. Однако модель может быть адаптирована и для других средств, воздействующих на дофаминовую систему, включая препараты для лечения зависимости и болезни Паркинсона. В основу расчетов легли данные о модафиниле, используемом при нарколепсии. Теперь, как поясняют ученые, в модель можно подставлять характеристики других лекарств и прогнозировать реакцию организма в разное время суток.
Старший автор работы, научный сотрудник Руби Ким, подчеркнула, что если препарат принять за несколько часов до естественного повышения уровня дофамина, терапевтический эффект может сохраняться дольше. Модель позволяет варьировать время приема и дозировку, чтобы определить наиболее эффективный режим. При этом Ким отмечает, что математические расчеты не заменяют клинические испытания, а помогают точнее их планировать.
Ученые также учли влияние циркадных ритмов, которые регулируют суточные колебания уровня дофамина, и исследовали ультрадианные ритмы — более короткие циклы, повторяющиеся несколько раз в день. Существование дофаминового ультрадианного ритма у млекопитающих было установлено сравнительно недавно, около 10–15 лет назад. Модель показала, что препараты способны удлинять циклы этого ритма, что может иметь значение для фундаментальных исследований.
Авторы обращают внимание на ограничения работы. Расчеты основаны на данных одного препарата и одной модели изменения дофамина. При этом у людей существуют индивидуальные различия в циркадных ритмах, а также влияние возраста, питания, кофеина и стресса, которые в модели не учитывались. Кроме того, ультрадианные ритмы пока изучены недостаточно. Исследователи подчеркивают, что вне лабораторных условий точность предсказаний требует дополнительной проверки.
Читайте также: