Математически модел предвижда най-ефективното лечение за пациенти с остеопороза

Математически модел, комбиниращ различни лекарства, може да помогне за подобряване на резултатите при пациенти с постменопаузална остеопороза и да намали значително рисковете от страничните ефекти. С помощта на модела, описан в списание eLife, специалистите ще могат да изграждат по-персонализирани режими на лечение.

Внезапната загуба на хормона естроген по време на менопауза може да попречи на процесите на тялото за възстановяване на естественото износване на костите, което увеличава значително риска от фрактури. Няколко са медикаментите за лечение на постменопаузална остеопороза, приложими в момента, и въпреки че могат да се комбинират, има твърде малко доказателства относно кои са най-ефективните комбинации.

„Искахме да знаем дали има лечебни комбинации, които биха работили значително по-добре от тестваните и използвани в момента в клиничната практика.“, казва първият автор Дейвид Йорг. „Ако открием нови ефективни комбинации, те ще бъдат от по-голяма полза за лечението при остеопороза, отколкото стандартните терапии в момента.“

Математическият модел

За да проучат тази възможност, Йорг и колегите му изграждат математически модел на обновяване на костите, който предсказва ефектите на различни лекарства за остеопороза при жени в постменопауза. Работата им е базирана на най-новите доказателства за това как старата кост се разгражда и се създава нова, както и как действат различните класове лекарства за остеопороза. Точността на модела е оценена чрез тестване на неговите прогнози върху данни от клинични изпитвания.

Математическият модел показва, че някои комбинации в определен ред биха били значително по-ефективни от други*. По време на тестването е установено също, че комбинации, които увеличават най-бързо костната плътност, невинаги укрепват костта в дългосрочен план, както и че могат да доведат до повторна костна загуба след спиране на лечението.

„Тези резултати ни показват защо редът, в който се приемат лекарствата за остеопороза, е важен за краткосрочния и дългосрочния успех на лечението.“, коментира съавторът Дорис Фюртингер, директор на Групата за биомедицинско моделиране и симулация Fresenius Medical Care в Германия.

Потенциал за адаптиране към други заболявания

Въпреки че моделът е специфичен за жени в постменопауза, авторите споделят, че може да бъде адаптиран за пациенти с костна загуба, причинена от приема на други лекарства или медицински състояния. Например може да бъде от полза за хората, които приемат кортикостероидни лекарства, или за пациенти с хиперпаратиреоидизъм и стомашно-чревни заболявания.

„Тъй като нашият модел потенциално би могъл да предскаже ефектите от широк спектър от комплексни лекарствени комбинирани терапии извън тези, използвани за неговото разработване, той може да се използва за проектиране на бъдещи клинични изпитвания.“, казва Питър Котанко, ръководител на изследванията в Renal Research Institute в Ню Йорк, САЩ, и доцент по нефрология в Icahn School of Medicine at Mount Sinai.

Котанко добавя, че трябва да се имат предвид общите ограничения на модела, когато се използва като инструмент за прогнозиране. „Ние обаче показахме, че не само моделът може да се използва като отправна точка за прогнозиране на успеха на лечението на остеопороза, но също така подчертава ролята на математическите описания, които ни помагат да разберем биологичните принципи относно това как действат лекарствата.“, заключава той.

* Jorg David et al. Modeling osteoporosis to design and optimize pharmacological therapies comprising multiple drug types. Elife. 9 Aug 2022.