Автор: д-р Мурад Реджеб
Резюме
Статията описва защо микрофизиологичните системи (МФС) са най-обещаващата технология за заличаване на нуждата от тестове върху животни при разработването на нови лекарства. В същото време представя как персонализирането на МФС към диагностичните нужди на индивидуални пациенти води до нова ера в медицината. В този контекст български стартъп, в сътрудничество с академични партньори, разработва вариант на МФС технологията – пефузионен микрофлуиден биореактор за биопринтирани човешки тъкани. Освен обещаващите и вече дори налагащите се в практиката приложения обаче обръщаме сериозно внимание и на етичните дилеми, пред които ни изправя тази вълнуваща технология.
Проблемът на експериментите с животни
На фона на впечатляващия научен напредък, все още сме зависими от остарели методи, които не само разпалват етични спорове, но и разочароват с постигнатите резултати (Sun, 2022). В този контекст, използването на животни в изследванията става все по-спорно. Стремежът ни към иновации ни подтиква да търсим нови подходи, които уважават живота и съчетават научните постижения с етични практики.
Може да звучи невероятно, но е факт: кандидатите за нови лекарствени вещества първо се тестват върху клетки, които са отделени от своята естествена среда в организма и са отглеждани в пластмасови контейнери в лабораторни условия, т. нар. клетъчни култури. Това се прави, за да се провери основно безопасността на тези лекарствени кандидати. Въпреки че изглежда почти наивно да се оценяват сложните взаимодействия в човешкото тяло по такъв синтетичен начин, този метод е широко разпространен. Разбира се обаче, той не успява да улови сложността на живите системи. Това насочва последващите усилия към цели организми, което предполага използването на животински модели, тъй като директните тестове върху хора могат да представляват сериозен етичен и безопасностен риск, особено в ранните етапи на разработките. Лабораторните животни се използват за симулиране на симптоми на заболявания за научни цели. Анализите на такива модели предоставят ценни данни за механизмите на заболяванията и помагат за идентифициране на потенциални мишени за лекарства, което позволява да се предвиди ефективността и възможните странични ефекти на лекарствените вещества (Bredenoord, 2017).
С помощта на животински модели се достига механистично разбиране на заболяванията. Източник: FREEPIK
Използването на животни обаче също предизвиква значителни етични дилеми и ни подтиква да преосмислим установените методи. Всяка година в Европейския съюз се използват около 10 милиона животни в научни изследвания, а още 12 милиона се развъждат и умъртвяват, без дори да са участвали в експерименти. Етичната дилема се превръща в императив за действие, след като узнаем, че употребата на животински модели в медицинските изследвания рядко предсказва точно резултатите при хората, довеждайки до шокиращите близо 90% неуспех в клиничните изпитвания на нови лекарства (Zushin et al., 2023). Това подчертава спешната нужда от иновативни методи, които предлагат по-етични решения и по-добра прогностична стойност. Такива иновативни технологии може да подобрят разработката на лекарства, като осигурят ефективна оценка както на безопасността, така и на ефикасността още в предклиничните изпитвания (Bredenoord, 2017). Този подход би намалил рисковете за участниците докато в същото време ускори въвеждането на нови лечения.
Мечтата за персонализирана медицина
Става все по-ясно, че вариациите в генома, физиологията и медицинската история между различните хора оказват значително влияние върху резултатите от лечението им (Ko, 2024). От съществено значение е да се събере изчерпателна информация за пациента, в съответствие с принципа на Хипократ, че познаването на пациента е по-важно от познаването на болестта (Sharrer, 2017). Персонализираната медицина (ПМ) се стреми да адаптира лечебните процедури към индивидуалните характеристики на всеки пациент, като интегрира генетични, екологични и фактори на начина на живот за създаване на ефективни терапии. Този подход използва високотехнологични методи като геномика, биоинформатика, фармакогеномика и технологии за тъканно инженерство, които позволяват да се анализират първо генетичните основи, преминавайки през молекулярните взаимодействия и стигайки до детайлно разбиране на динамиката на цели физиологични системи на пациента. Така се отчита връзката между генетичните особености и сложните функции на организма, което улеснява създаването на персонализирани лечебни методи, прецизно адаптирани към индивидуалните нужди на всеки индивид.
Една съвременна дефиниция за ПМ уточнява „управлението на заболяването или разположението на пациента чрез използване на молекулярни знания за постигане на възможно най-добрия медицински резултат за този индивид“. (Lewis, 2014) С други думи взаимодействията между лекарства и клетъчни рецептори водят до модулиране на сигналните пътища, свързани с развитието, поддържането или прогресирането на заболяването. Естеството на взаимодействията лекарство-рецептор (фармакодинамичен PD профил) и навлизането, разпространението и напускането на лекарството от тялото (фармакокинетичен PK профил) определят продължителността и големината на ефектите, изпитвани от пациента. Тези PD и PK профили могат да се различават значително между пациентите, на които е приложена една и съща доза лекарство поради генетични, физически, физиологични и метаболитни разлики. В този контекст, в идеалния случай ПМ би позволила разпознаване на уникалния PD и PK профил на всеки пациент и адаптирането на лечението за всеки индивид.
Един добре известен пример за нуждата от персонализиране на медицинското лечение е аспиринът, който доказано предотвратява сърдечно-съдови заболявания. Статистическият показател „Number Needed to Treat“ (NNT), който показва броя на пациентите, които трябва да бъдат лекувани, за да се предотврати едно нежелано събитие, варира значително в зависимост от предназначението на аспирина. Например, за вторична превенция при пациенти със сърдечно-съдови заболявания, аспиринът демонстрира значителна ефективност – NNT е около 15, т.е. 15 пациенти трябва да бъдат лекувани за една година, за да се предотврати едно сериозно сърдечно-съдово събитие (Collins, 2009). За първична превенция при хора без предишни сърдечно-съдови събития, обаче, ефективността на аспирина е по-ограничена, NNT е над 1400. Затова подход, който отчита индивидуалните различия при предписване на лекарства, може значително да увеличи ефективността и безопасността на лечението.
Подобно на сюжета на филма Островът (2005), където клонинги се създават от клетки на пациента за терапевтични нужди, технологиите за тъканно инженерство размиват границите между експериментиране и лечение. Освен утилитарната роля на „донори“ за органи, разгледана във филма, клонингите биха могли да служат и за валидиране на персонализирана терапия. Ключовият аспект е, че персонализираното тестване на лекарства едновременно допринася за авангардни изследвания, предоставяйки ценна информация за механизмите на действие на медикаментите и развитието на заболявания, и улеснява интегрирането им в клиничната практика, ставайки част от индивидуализирана терапевтична стратегия (Bredenoord, 2017).
Цялата статия прочетете в новия брой 188 на списание „Българска Наука“.
