Recherche publiée dans Science Translational Medicine en février 2019 a utilisé un patient virtuel pour tester le médicament, Fevipiprant. (Shutterstock)

A étude récente montre qu'un médicament de gamechanger appelé Fevipiprant promesses de réduire les risques de patients souffrant d'une crise d'asthme et d'être admis à l'hôpital.

Il s'agit de la première fois un médicament réduisant la masse musculaire lisse des voies respiratoires - un indicateur clinique clé de la gravité de la maladie, qui augmente la probabilité de crises d'asthme plus fréquentes et même de décès - a été signalé.

Avec Rod Smallwood, membre de la Royal Academy of Engineering britannique, j’ai développé des modèles informatiques nous permettant de simuler les résultats à partir d’une Essai clinique de phase 2 - prédire les résultats du traitement chez les patients.

Le procès initial était dirigé par Christopher Brightling, professeur clinique en médecine respiratoire à l'Université de Leicester et coordinateur principal de la Fondation européenne du poumon AirPROM.

L'asthme est de plus en plus courant

L'asthme touche environ un million de personnes dans le monde, tuant chaque jour autant de personnes que le font 339, selon le rapport. Rapport mondial sur l'asthme 2018.

La prévalence de l'asthme est en augmentation, les pays à revenu faible et intermédiaire étant ceux qui en souffrent le plus - en partie parce que les médicaments essentiels sont indisponibles, inabordables ou d'une qualité peu fiable.

L'asthme est causé par un ensemble complexe d'interactions entre les gènes, les cellules et l'environnement d'un patient, qui conduit à une augmentation de la masse musculaire lisse des voies respiratoires: processus appelé «remodelage».

Un homme porte un masque de protection sur le métro aérien à Bangkok, en Thaïlande, en février 2019, pour se protéger de la pollution de l'air et des poussières. (Shutterstock)

Nos voies respiratoires sont composées de plusieurs types de cellules différentes qui existent ensemble dans un état très ordonné. La lumière des voies respiratoires est tapissée de cellules épithéliales et, plus loin, du mésenchyme. Ce dernier contient des cellules musculaires dont la masse augmente pendant l'asthme. Une autre caractéristique cruciale des voies respiratoires concerne les cellules inflammatoires qui sont recrutées en cas de provocation étrangère (comme un allergène ou un virus).

Dans le domaine de la santé, ces trois éléments fonctionnent en harmonie pour assurer un flux d’air efficace et une réponse appropriée aux défis extérieurs. Dans l'asthme, ces interactions harmoniques sont compromises, ce qui entraîne une augmentation de la masse musculaire.

L'élaboration d'une stratégie judicieuse de traitement de l'asthme nécessite une compréhension précise des facteurs qui contribuent à l'apparition de la maladie. Nous ne pouvons y parvenir par la seule expérimentation, tant de facteurs contribuent à la maladie. Avec les modèles mathématiques, nous pouvons utiliser des hypothèses pour aider à réduire la complexité du système.

Nous avons fait un 'patient virtuel'

Lors de l'essai clinique, Fevipiprant a été observé réduire le nombre de cellules inflammatoires et la masse musculaire.

Pour comprendre comment J'ai développé un modèle mathématique qui combinait les éléments épithéliaux, mésenchymateux et inflammatoires - pour comprendre ce qui est responsable du remodelage des voies respiratoires pendant l'asthme.

J'ai utilisé quelque chose appelé "modélisation à base d'agent" â € ”une approche mathématique qui repose sur des ensembles de règles régissant les interactions entre divers éléments de modèle.

J'ai développé un «patient virtuel» souffrant d'asthme sévère et je lui ai administré des médicaments virtuels. Je me suis assuré que le modèle capturait la réalité biologique en administrant d'abord du mépolizumab virtuel, qui a tué des cellules inflammatoires dans les voies respiratoires. La performance du patient virtuel était conforme aux résultats cliniques.

J'ai ensuite donné le patient virtuel Fevipiprant. Alors qu'il a montré la même quantité de réduction des cellules inflammatoires que l'essai clinique, il n'a pas montré la même réduction de la masse musculaire que celle observée cliniquement.

Cela a conduit à la conclusion que Fevipiprant n'a pas agi en réduisant uniquement l'inflammation, mais en agissant directement sur la masse musculaire. Expériences menées par Ruth Saunders à l'Université de Leicester, des cellules musculaires prélevées sur des patients ont suggéré que Fevipiprant réduisait le recrutement de cellules appelées myofibroblastes, qui s'ajoutent à la masse musculaire au cours du remodelage.

Lorsque cette caractéristique secondaire a été ajoutée au modèle, la réduction observée de la masse musculaire du patient virtuel correspondait aux données cliniques.

Dépendance réduite aux stéroïdes

Fevipiprant pourrait être un traitement potentiel pour améliorer le remodelage des voies respiratoires dans l'asthme.

L'utilisation de ce médicament pourrait permettre aux patients de réduire leur dépendance aux stéroïdes à forte dose, dont les effets secondaires comprennent la prise de poids, le diabète et l'hypertension.

Deuxièmement, le «patient virtuel» peut jouer un rôle dans la conception et l’optimisation du médicament, réduisant potentiellement les coûts de développement du médicament.

Bien que cela nécessite davantage de tests avec d'autres traitements, il s'agit d'une étape importante dans les modèles spécifiques aux patients et promet une nouvelle ère de précision en médecine respiratoire.

A propos de l'auteur

Himanshu Kaul, boursier postdoctoral, Université de la Colombie-Britannique

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

Livres connexes

at Marché InnerSelf et Amazon