25 квітня, 2024
CLAUDIA – замкнена система доставки ліків, що може збільшити ефективність хіміотерапії
Коли пацієнти з пухлинами проходять курс хіміотерапії, доза більшості препаратів розраховується на площу поверхні тіла. Цей показник вираховується за формулою Дюбуа 1916 року, при цьому береться до уваги зріст та вага пацієнта. Ця формула була сформована на основі даних лише про дев’ять пацієнтів. Вирахуване таким чином дозування не зважає на інші фактори і може призвести до того, що пацієнти отримають або забагато, або замало препарату. Аби зробити дозування більш точним, інженери Массачусетського технологічного інституту винайшли альтернативний підхід, який дозволяє персоналізувати дозу для кожного пацієнта. Їхня система вимірює кількість препарату в організмі, і ці цифри передаються в контролер, який може відповідно регулювати швидкість інфузії.
У своєму дослідженні працівники інституту зосередилися на препараті під назвою 5-фторурацил, який використовується для лікування пухлин, наприклад, колоректального раку. Препарат зазвичай вводять упродовж 46-годинного періоду, а дозу визначають за допомогою формули Дюбуа, однак цей підхід не враховує відмінності в складі тіла, масі жирової та м’язової тканин, генетичних особливостях та індивідуальних циркадних ритмах.
Додатковим фактором, який може впливати на кількість препарату в крові в будь-який момент часу, є циркадні коливання ферменту під назвою дигідропіримідиндегідрогеназа (DPD), який розщеплює 5-фторурацил. Експресія DPD, як і багатьох інших ферментів в організмі, залежить від часу доби. Отже, деградація препарату під дією DPD не є постійною, а змінюється залежно від циркадного ритму, що може призвести до десятикратних коливань кількості 5-фторурацилу в крові пацієнта протягом інфузії.
Дослідники з Массачусетського технологічного інституту створили систему «замкнутого циклу», яка постійно контролює концентрацію ліків, і ця інформація використовується для автоматичного регулювання швидкості інфузії хіміотерапевтичного препарату та підтримки дози в цільовому діапазоні. Така система дозволяє персоналізувати дозу препарату таким чином, щоб врахувати добові зміни рівнів ферментів, що метаболізують ліки.
Розроблена нова система, відома як CLAUDIA (closed-loop automated drug infusion regulator – автоматичний регулятор інфузії препаратів із замкнутим циклом), використовує комерційно доступне обладнання для кожного кроку. Зразки крові беруться кожні п'ять хвилин і швидко готуються для аналізу. Під час випробувань на тваринах виявили, що, використовуючи CLAUDIA, дослідники могли підтримувати кількість препарату, що циркулює в організмі, у межах цільового діапазону приблизно 45 % від усього часу лікування. Концентрація препарату у крові тварин, які отримували хіміотерапію без CLAUDIA, залишалася в межах цільового діапазону в середньому лише 13 % часу.
Джерело: https://www.cell.com/med/abstract/S2666-6340(24)00132-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2666634024001326%3Fshowall%3Dtrue