微生物学家解释药物鸡尾酒和研究者如何找到合适的匹配来提高的结果

当你打开一盒那不勒斯冰淇淋,你怎么挖?也许你拿一些巧克力和草莓在一起,或者你吃一次一个味道。三种口味在满足所需的变化,serving-not药物治疗与组合,布莉奥尔德里奇说,分子生物学和微生物学副教授塔夫茨大学医学院和副主任斯图亚特·b·利维抗菌素耐药性综合管理中心(CIMAR)。

使用两个或更多的药物治疗是一个简单的想法,复杂的支撑。为了结合药物治疗复杂的感染如结核病、艾滋病,和大多数癌症,我们必须先了解他们的合作机制。一个药物可能的目标一个途径,另一种药物的另一个途径。如果感染细胞生长速度不同,一些类的抗生素杀死快速增长的细胞更好,而另一些则更擅长缓慢的死亡。可以有成千上万的组合来衡量。如果找到正确的组合,这样的多治疗可能会增加治疗疗效和防止耐药性的发展,这两个重要的长期目标。

奥尔德里奇的多学科与数学建模实验室结合定量测定,了解结核分枝杆菌的生存战略,导致结核病的细菌,缩短治疗时间的目标。她还探讨方法可以应用于其他病原体。

塔夫茨现在与奥尔德里奇关于寻找合适的药物鸡尾酒,抗菌素耐药性放缓,以及人工智能在这两方面都可以。

塔夫茨:组合药物疗法是什么?

布莉奥尔德里奇:结合药物治疗只是使用药物和提高疗效的目的。有很多疾病治疗联合治疗,包括肺结核、艾滋病病毒,许多癌症。

这背后的原因之一是认为感染是异构的,这意味着你将超过一种类型的感染。有时你需要一个以上的药物,因为细菌在不同的州。一种药物可能只目标细菌只有在某些州,所以你需要另一种药物清除。如果你想想为什么你需要长疗程,这是因为有一个族群的细菌没有成功治疗。我们需要学习这些细胞是什么以及它们是如何被弹性所以我们可以设计目标这些所谓的持续程序细胞疗法。

这种异质性是发现在癌症生物学,在肿瘤细胞可以不同,每个药物有不同的反应。这就是为什么治疗癌症可能需要漫长的联合疗法,正如一些感染的治疗。

有一些其他重要原因使用组合治疗感染。一个是减缓耐药性的收购。如果你只使用单药治疗,最终你会抵抗。

值得指出的是,一些实验室发现,联合疗法可促进耐药性的收购。细菌可能对一种药物的方式帮助最好处理另一种药物,能促进抵抗。这是一个左右,真正体现了我们需要更多的研究在这个领域。

第二,有时药物增强每个这个称为协同作用的效果。协同组合可能允许您使用降低药物doses-minimizing边效果或他们可能会更有效地清除感染。

什么是识别和使用的一些挑战联合疗法吗?

很难知道哪些药物会一起工作,因为药物相结合共同行动的方式你不希望他们根据药物单独执行。类比是烹饪:有时候有一个令人惊讶的混合在一起的事情,你不会有预期的基于他们个人的概要。为什么你把草莓和山羊奶酪放在一起?但他们在沙拉味道很好。

发现组合的最大挑战之一是规模的空间组合。说你有20可用药物和你做一个三方组合。超过一千的组合。你怎么调查,没有衡量一切吗?

同时,您的目标细胞治疗是在不同的州。这意味着我们不能使用一个测量或评估为每个可能的药物组合。相反,我们必须衡量有效组合是当细菌生长在不同的环境。

研究人员更有效地识别药物之间的协同效应如何?

尽管1000年是太多的组合测试在临床前动物模型,我们可以在实验室中测量这些与体外研究(研究细胞在文化)在多井盘子,允许许多药物反应的同时测量。这些快速、经济的实验可能是一个足够好的评估学习的组合应该在动物模型进行测试。这是我的一个实验室的目标。

即使是体外测量需要更有效的从测量两种药物组合三个或更多。你需要更多的空间和设备做这些测量。这就是一个方法像钻石。带着钻石,我们测量剂量的药物组合,提供最多的信息,使我们能够减少测量但仍确定每个药物组合的潜力。我们使用人工智能预测结果在动物和临床数据,我们可以测量的实验室。

新的抗生素不迅速进入市场,主要是因为他们昂贵的开发和预期收入并不证明成本,然而抗生素耐药性仍是一个日益增长的全球卫生威胁。可能以前批准的新组合药物提供一个潜在的解决方案?

新的结核病药物实际上是在他们的方式,所以他们的药物开发成功的故事。但与此同时,我们和其他研究人员正积极测试现有药物的新组合,这应该有助于对抗抗生素耐药性。

在CIMAR,我们利用临床医师之间的协作和基本科学家探索如何最好地利用体外测量理解和变换的联合疗法在临床上的使用。现在,我们正在努力确保我们使用的增长模式在实验室模拟环境的感染body-these环境可能富含脂质或有低水平的氧气。从我们最近的研究的一个主要外卖,这种情况下我们的实验模型如何影响我们的数据预测结果在临床前动物模型。

我真的兴奋联合疗法的潜力和CIMAR中我们正在采取的方法充分利用数据在实验室和在诊所。我们的数据驱动的方法将帮助我们充分利用药物,策划如何使用新的抗生素,学习如何设计个性化治疗细菌性病原体。