В ИСБ создали вычислительную платформу для разработки лекарств

Институт системной биологии (ИСБ) анонсировал новую версию платформы Immune Response Template (IRT) для моделирования человеческого иммунитета. Эта технология позволяет определять эффективность препаратов от рака на этапе разработки, проводить виртуальные клинические испытания и даже показывает, каким пациентам новые лекарства помогут лучше всего.
Институт предлагает новый подход к созданию моделей: механистическое описание биологических процессов, так называемое системно-фармакологическое (Quantitative Systems Pharmacology – QSP) моделирование. Уравнения при QSP-моделировании строятся на известных из литературы данных и результатах фундаментальных исследований, а сама модель описывает биологические системы, процесс течения заболевания и фармакологию препаратов с точки зрения математики. Запустив расчет полученных уравнений на компьютере, можно «заглянуть в будущее» препаратов ещё на стадии разработки.

Сотрудники ИСБ потратили 2 года на проект Immune Response Template (IRT). Изначально он создавался как внутренний инструмент для решения задач Института. Постепенно стало понятно, что IRT может улучшить коммерческую разработку препаратов связанных с иммунитетом, в частности противораковых иммунотерапий.

"Мы описали биологические процессы, которые происходит внутри человека. В нашу платформу мы включили не только результаты фундаментальных исследований из литературы, но и их математическое описание. Для нас клетки, цитокины, белки и препараты – это все переменные, а иммунитет – сложная система уравнений. Фактически, мы воссоздали иммунную систему человека на компьютере", - рассказывает руководитель проекта IRT Олег Демин.

Проект объединил два инструмента: базу данных IRT database и специальную программу для доступа к ней IRT navigator. Ученые описали 10 групп клеток, 10 поверхностных молекул, 20 цитокинов (веществ, с помощью которых клетки "общаются") и 300 процессов связанных с иммунным ответом человека в крови, лимфатических узлах и других тканях. Команда проекта потрудилась собрать все в единую картину. И теперь, открыв «паспорта» иммунных клеток, разобраться как устроен иммунитет сможет даже студент. Информация содержит ссылки на научные статьи из базы данных PubMed, а описанные процессы имеют схематическое представление и дополнительное математическое описание. Просто выбрав интересующие элементы, ученые получают практически готовую модель действия лекарств, потратив на это в десятки раз меньше времени.

С помощью платформы разработчики иммунотерапевтических препаратов смогут быстро и просто сделать свою собственную системно-фармакологическую модель – копию человеческого иммунитета в виде программы. Один набор параметров в программе – один человек. Изменяя эти параметры, можно получить тысячи виртуальных пациентов с индивидуальной иммунной системой и провести клинические испытания in silico. Таким образом, фармакологи могут заранее проверить эффективность, подобрать дозы и самое главное – определить тех людей, которым препарат точно поможет.

Ученые верят, что у проекта большое будущее. Технологию уже взяли на вооружение несколько крупных фармацевтических компаний. Олег Демин так же пояснил, что Immune Response Template – большой шаг на пути представления всего человеческого организма в виде программы.