Choroby zapalne jelit (IBD), takie jak choroba Leśniowskiego-Crohna i wrzodziejące zapalenie jelita grubego, to schorzenia, które wywołują nadmierną reakcję zapalną w przewodzie pokarmowym. Objawy te obejmują bóle brzucha, biegunkę oraz uczucie zmęczenia. Niestety, do tej pory nie wynaleziono skutecznego lekarstwa na te schorzenia, a jedyne dostępne metody leczenia polegają na łagodzeniu objawów oraz kontrolowaniu stanu zapalnego. Proces leczenia często przypomina metodę prób i błędów, ponieważ każdy pacjent reaguje na leki inaczej. Na szczęście, zespół naukowców z Charité – Universitätsmedizin w Berlinie, we współpracy z badaczami z Berlina i Bonn, odkrył biomarker, który może przewidzieć, czy leczenie za pomocą konkretnego leku immunomodulacyjnego będzie skuteczne u pacjenta.
Nowe odkrycia w walce z IBD
Zabiegi na IBD, takie jak blokowanie integryn, okazały się skuteczne dla części pacjentów. Terapia ta polega na zapobieganiu wnikaniu niektórych komórek układu odpornościowego do przewodu pokarmowego, co redukuje stan zapalny. Głównym lekiem stosowanym w tej terapii jest wedolizumab, przeciwciało skierowane przeciwko specyficznej integrynie. Blokuje ono działanie komórek pomocniczych T, które, w normalnych warunkach, mogłyby wniknąć do jelit i wywołać stan zapalny. Jednak terapia ta nie działa u wszystkich pacjentów – skuteczność osiąga tylko około dwóch trzecich z nich.
W przeszłości lekarze często musieli stosować metodę prób i błędów, aby dowiedzieć się, czy dana forma terapii będzie skuteczna, co nie tylko było czasochłonne i kosztowne, ale także frustrujące dla pacjentów. Dzięki nowym badaniom możliwe jest jednak znalezienie biomarkera, który na wczesnym etapie wskaże, czy leczenie przyniesie oczekiwane rezultaty.
Wykorzystanie maszynowego uczenia do rozpoznawania wzorców
W badaniu wzięło udział 47 pacjentów z przewlekłymi postaciami IBD. Naukowcy pobrali próbki krwi przed rozpoczęciem leczenia wedolizumabem oraz sześć tygodni po jego rozpoczęciu. W analizie próbek zastosowano zaawansowane narzędzia analityczne, takie jak cytometria masowa, sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek oraz proteomika surowic. Badacze analizowali różne typy komórek odpornościowych i białek, poszukując zmian wywołanych terapią.
Zebrane dane były następnie analizowane przy pomocy algorytmów z dziedziny sztucznej inteligencji, które pozwoliły komputerom na rozpoznawanie wzorców bez konieczności ich wcześniejszego programowania. Dzięki temu badacze mogli zidentyfikować wzorce, które pomogły przewidzieć, którzy pacjenci zareagują na leczenie. Wyniki badań potwierdzono na grupie kolejnych 26 uczestników, co pomogło zweryfikować wiarygodność odkrytych wzorców.
Wysokie poziomy biomarkera, słaba odpowiedź na leczenie
Jednym z kluczowych odkryć był związek między poziomem białka Ki67 a skutecznością terapii. Ki67 to białko, które bierze udział w podziale komórek. Pacjenci, u których przed leczeniem stwierdzono wysokie poziomy tego białka, nie reagowali na terapię wedolizumabem. Okazało się, że komórki T pomocnicze tych pacjentów nie posiadają miejsc wiążących dla wedolizumabu, co pozwala im na łatwe przenikanie do przewodu pokarmowego i kontynuowanie procesu zapalnego.
Odkrycie to jest istotne, ponieważ czyni Ki67 dobrym wskaźnikiem obecności komórek T opornych na leczenie wedolizumabem. Dzięki temu lekarze będą mogli szybciej i trafniej przewidzieć, czy terapia tym lekiem ma sens w przypadku danego pacjenta.
Wdrożenie wyników badań do praktyki klinicznej
Naukowcy zamierzają teraz przeprowadzić szeroko zakrojone badania wieloośrodkowe, aby dokładnie ocenić skuteczność wybranego biomarkera. Jednym z głównych celów jest opracowanie technik wykrywania i mierzenia tego biomarkera, które mogłyby być stosowane rutynowo w praktyce klinicznej. Jak zauważa prof. Britta Siegmund, dyrektor oddziału gastroenterologii, wiarygodne biomarkery są kluczem do prowadzenia zindywidualizowanej terapii, co oznacza lepsze leczenie pacjentów cierpiących na przewlekłe choroby zapalne jelit.
Dzięki dalszym badaniom oraz rozwojowi narzędzi diagnostycznych będziemy mogli wkrótce wprowadzić bardziej spersonalizowane podejście do leczenia IBD. Oznacza to, że decyzje dotyczące formy terapii będą podejmowane szybciej i z większą precyzją, co przyniesie ogromną ulgę pacjentom, którzy do tej pory borykali się z niepewnością co do skuteczności leczenia.
