Ученые создают компьютерную симуляцию на основе цифровых микробов

Исследователи из Университета Голуэя, связанные с APC Microbiome Ireland, создали ресурс из более чем 7000 цифровых микробов, что позволяет компьютерно моделировать, как работают лекарственные препараты и как пациенты могут на них реагировать.

Этот ресурс является важной вехой в научном понимании реакции человека на Медицинское лечение поскольку это дает возможность для компьютерного моделирования и прогнозирования различий в метаболизме между людьми, в том числе для таких заболеваний, как воспаление кишечника, болезнь Паркинсона и колоректальный рак.

База данных под названием AGORA2 основана на опыте, накопленном при создании первого ресурса цифровых микробов, известного как AGORA1. AGORA2 включает в себя 7 203 цифровых микроба, созданных на основе экспериментальных данных из научных публикаций, с особым акцентом на метаболизм лекарств.

Ресурс был создан группой ученых из группы физиологии молекулярных систем Университета Голуэя под руководством главного исследователя APC Microbiome Ireland профессора Инес Тиле.

Исследование команды направлено на продвижение точной медицины с использованием компьютерного моделирования.

Профессор Тиле объяснил: «AGORA2 — это веха на пути к персонализированному предиктивному компьютерному моделированию, позволяющему анализировать поведение человека.микробиом-лекарственные взаимодействия для применения в точной медицине».

«У людей обитает множество микробов. Так же, как и мы, эти микробы питаются и взаимодействуют с окружающей средой. Учитывая, что все мы уникальны, у каждого из нас есть индивидуальный микробиом, и ожидается, что наш метаболизм будет различаться у разных людей».

«Информация, предоставляемая базой данных цифровых микробов, предоставляет здравоохранению возможность использовать индивидуальные различия в метаболизме, чтобы обеспечить персонализированное, улучшенное лечение в «точной медицине» по сравнению с более общим подходом «один размер подходит всем».

«Помимо нашей пищи, наши индивидуальные микробиомы также метаболизируют лекарства, которые мы принимаем. Таким образом, одно и то же лекарство может проявлять разные эффекты у разных людей из-за различий в метаболизме, выполняемом разными микробиомами».

Компьютерное моделирование с использованием ресурса цифровых микробов AGORA2 показало, что метаболизм лекарств значительно различается у разных людей, что обусловлено их собственными микробиомами.

Уникально то, что компьютерное моделирование на основе AGORA2 позволило идентифицировать микробы и метаболические процессы для отдельных препаратов коррелирует с наблюдениями в клинических условиях.

Исследование было опубликовано сегодня в Природная биотехнология.

Команда из Университета Голуэя продемонстрировала, что AGORA2 позволяет проводить персонализированное моделирование с разрешением штаммов путем прогнозирования потенциала преобразования микробиомов кишечника у 616 пациентов с колоректальным раком и контрольной группы, который сильно различается у разных людей и коррелирует с возрастом, полом, индексом массы тела и стадии болезни. Это означает, что команда может создавать цифровые представления и прогнозы, характерные для различных микробов.

Профессор Тиле добавил: «Знание наших индивидуальных микробиомов и их способностей к метаболизму лекарств представляет собой прецизионная медицина возможность адаптировать медикаментозное лечение человеку, чтобы максимизировать пользу для здоровья при минимизации побочных эффектов».

“Используя AGORA2 в компьютерное моделирование наша команда показала, что полученные метаболические прогнозы обеспечивают более высокую производительность по сравнению с тем, что было возможно на сегодняшний день».

Профессор Пол Росс, директор APC Microbiome Ireland, сказал: «Это исследование является прекрасной иллюстрацией возможностей вычислительных подходов для улучшения нашего понимания роли микробов в здоровье и болезнях. цифровая платформа станет фантастическим ресурсом, который может привести к разработке новых персонализированных терапевтических подходов, учитывающих микробиом».