|
PresentationsMathematical modeling in autoimmune diseases: from theory to clinical applicationMarchuk Institute of Numerical Mathematics RAS, Moscow, Russia 1Research Center of Model-Informed Drug Development, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Moscow, Russia 2Modeling and Simulation Decisions LLC, Dubai, UAE Аутоиммунные заболевания — это заболевания, возникающие в результате формирования иммунного ответа на собственные ткани организма. Медикаментозное лечение аутоиммунных заболеваний ограничено преимущественно иммунодепрессантами общего действия. Однако подобное лечение сопряжено с многочисленными побочными явлениями и зачастую не является достаточным. В то же время разработка таргетных терапий осложнена чрезвычайно разнообразной патофизиологией заболеваний. Математическое моделирование биологических систем является неотъемлемой частью разработки лекарственных средств и позволяет эффективно преодолевать многие проблемы в создании инновационных препаратов[1]. За последние десятилетия было создано множество моделей аутоиммунных заболеваний. Каждая модель отличается спектром количественных данных, лежащих в её основе, математическими методами и степенью детализации в описании биологических процессов. Однако их объединяет объект моделирования: каждая из них количественно описывает те или иные компоненты иммунных процессов. Таким образом задачей данной работы было осуществить систематический обзор и анализ математических моделей аутоиммунных заболеваний с целью сведения воедино существующего количественного знания об аутоиммунных процессах и определения приоритетных путей развития математического моделирования в этой области. По итогам систематического поиска была найдена 41 модель, описывающая возникновение, прогрессию, и эффект лечения в пятнадцати аутоиммунных заболеваниях. Больше всего работ связано с моделированием процессов в рассеянном склерозе (5 статей) и воспалительных заболеваний кишечника (8 статей). Более 70% моделей являются нелинейными системами обыкновенных дифференциальных уравнений. Остальные работы представлены единичными случаями использования уравнений в частных производных, булевых схем, или марковских моделей. Несмотря на относительно широкий спектр исследуемых заболеваний, большая часть всех моделей описывают схожие компоненты иммунной системы: 95% исследований рассматривают либо Т клеточный ответ, либо влияние интерлейкинов, либо участие макрофагов в аутоиммунных процессах. Все модели были тщательно проанализированы, для каждой сформулированы реальные и потенциальные возможности их применения в разработке лекарств, а также основные допущения и ограничения, использованные в процессе их создания. Данная работа призвана предоставить наиболее полный срез знаний о доступных моделях аутоиммунных заболеваний, тем самым обозначая основные пути дальнейшего развития дисциплины и способствуя преодолению разрыва между теоретическими знаниями и их применением при разработке новых лекарственных средств. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 23-71-10051.
1. Madabushi R, Seo P, Zhao L, Tegenge M, Zhu H. Review: Role of Model-Informed Drug Development Approaches in the Lifecycle of Drug Development and Regulatory Decision-Making. Pharm Res, 2022
Presentation |
