Neue Nutzungen für alte Arzneimittel vorgeschlagen

Mit einem neuen Matchmaking-Computer-Programm können die Forscher einen schnelleren Weg, um Medikamente für die Patienten bringen gefunden haben. Das Programm sagt voraus, welche Medikamente bereits auf dem Markt für die Behandlung von anderen Krankheiten verwendet werden könnte.

Die neue Studie, veröffentlicht heute in der Online-Ausgabe der Zeitschrift Science Translational Medicine, gefunden, zum Beispiel, dass Medikamente zur Behandlung von Geschwüren und Sicherstellungen für Lungenkrebs und entzündliche Darm-Krankheit-Behandlungen, bzw. verwendet werden könnte.

Die Ergebnisse verdanken ihren Erfolg Computerleistung und öffentlichen Datenbanken von genomischen Informationen. Unter der Leitung von Atul Butte, ein Bioinformatik-Forscher an der Stanford University und unterstützt durch die National Institutes of Health, entdeckt das Team viel versprechende Drogebehandlungen für 53 Krankheiten beim Menschen von Krebs bis hin zu Morbus Crohn und Herz-Kreislauf-Bedingungen.

"Viele andere Verwendungen von Drogen bleiben entdeckt zu werden," sagte Butte "und rechnerische Methoden angewandt, um öffentliche molekularer Daten helfen bei der Suche nach diesen neuen Verwendungen."

Schneiden Zeit

Ein neues Medikament zu entwickeln und auf den Markt bringen können 15 Jahre dauern und Kosten über $ 1 Milliarde. Ermittlung von Möglichkeiten neue Nutzungen, genannt Medikament Neupositionierung, FDA-zugelassene Medikamente gesetzt, können Forscher eine weitere langwierige und kostspieligen Weg durch Tests zu umgehen. Es bedeutet auch, dass Menschen, die Drogen-Therapien müssen nicht so lange warten für sie.

Butte und seinem Team begann durch das Graben durch computerisierte öffentlichen Datenbanken zu sehen, wie 100 Krankheiten verändern die Aktivität tausender Gene. Zum Beispiel im Vergleich zu gesunden Zellen könnte eine Krankheit erhöhen die Aktivität von Genen A, B und C, und verringern die Aktivität von Genen, D, E und F. Sie nannten dieses Muster der Aktivität eine genetische Signatur.

Die Forscher nahmen einen ähnlichen Ansatz zu 164 verschiedene Medikamente, Charakterisierung mit jeweils eine genetische Signatur basierend auf Aktivitätsmuster in menschlichen Zellproben, die mit dem Medikament behandelt worden waren.

Schließlich hat das Team ein Computerprogramm, die Droge und Krankheit Unterschriften zu vergleichen. "Wir eine rechnerische Methode molekularen Daten über Drogen und Krankheiten, zusammenpassen entwickelt, so dass wenn statistisch gepaart, können wir folgern, dass ein Medikament gegen eine Krankheit funktionieren könnte", erklärte Butte.

Matchmaker

Wenn eine Droge-Signatur und eine Krankheit Signatur genau das gleiche Muster von Genaktivitäten zeigte, gab der Computer das Paar eine Ähnlichkeit Punktzahl von + 1. Würden ihre Unterschriften völlig entgegengesetzte, erhielt das Paar einen Wert von -1.

Weil ein wirksames Medikament theoretisch die Aktivität in einer kranken Zelle kehrt, gegen Signaturen (Punkte näher auf-1) angegeben eine bessere mögliche Übereinstimmung für die Behandlung.

Das Endergebnis war eine Rangliste der potenziellen Therapeutika, wo wurden 53 der Krankheiten deutlich Wirkstoffkandidaten abgestimmt. Viele der Spiele bestätigt Beziehungen, die bereits bekannt waren. Zum Beispiel ist das Steroid Prednisolon häufig gegeben, zur Behandlung von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen; die beiden hatten gegensätzliche Ergebnisse in Butte Analyse, so dass sie ein gutes therapeutisches Spiel.

Aber die Studie auch einige überraschende Ergebnisse. Zum Beispiel tauchte Topiramat, Antikonvulsivum verwendet zur Behandlung von Epilepsie, als eine bessere Partie für chronisch entzündliche Darmerkrankungen als Prednisolon. Eine weitere überraschende Verbindung erschien zwischen Cimetidin, ein Anti-Ulkus-Medikament und der Lunge-Krebs-Adenokarzinom.

Experimentelle Beweise

Um ihre Ergebnisse auf die Probe zu stellen, führte die Butte Team Experimente mit Cimetidin, um Adenokarzinom und Topiramat zur Behandlung von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen zu behandeln.

"Wir zeigen, dass diese beiden Medikamente tatsächlich Zeichen der Wirksamkeit zeigen bei der Ratte und Maus-Modelle für diese beiden Krankheiten getestet," sagte Butte.

Im Labor fanden die Forscher, dass menschlichen Lungenkrebszellen behandelt mit Cimetidin in Petrischalen langsamer als unbehandelten Zellen wuchs. In Mausmodellen steigende Dosen des Medikaments preiswerte Anti-Ulkus auch Tumorwachstum verlangsamte.

Als Butte und Kollegen Ratte Modelle von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen Topiramat getestet, fanden sie, dass das Medikament reduziert Schwellungen und Doppelpunkt Gewebeschädigung – manchmal mehr als Prednisolon.

Obwohl weitere Studien notwendig sind, um zu sehen, wenn die gleichen Trends beim Menschen zutreffen, Butte Outside-the-Box könnte potenziell Ansatz zur Wirkstoffforschung angewendet werden, um eine Reihe von Krankheiten auf unerwartete Art und Weise zu behandeln. Es betont auch den Wert der numerischen Analyse und öffentlichen Datenbanken zu erfahren mehr darüber, wie Krankheiten und Medikamente auf molekularer Ebene arbeiten.

"Diese Arbeit ist noch in einem frühen Stadium", sagte Rochelle Long von den National Institutes of Health, das die Forschung teilfinanziert. "Aber es ist ein vielversprechender Beweis des Prinzips für eine kreative, schnelle und kostengünstige Ansatz zur Entdeckung neuer Einsatzmöglichkeiten für Drogen haben wir bereits in unserem therapeutischen Arsenal."

Weitere Informationen:

• Dr. Datenprofil: Atul Butte
• NIH Pharmacogenomics Research Network

Diese im Life Science-Artikel wurde bereitgestellt, um LiveScience in Zusammenarbeit mit dem National Institute of General Medical Sciences, Teil der National Institutes of Health.