Komputerowa symulacja pokaże, jak dokładnie działają leki na serce

Na pewno kiedy nasi przodkowie zajmowali się zbieraniem owoców czy wytwarzaniem pierwszej odzieży, choroby serca także występowały. Natura popełnia błędy. Jednak dzisiejsza niemalże epidemia rozmaitych przypadłości dotykających naszego układu krwionośnego to w głównej mierze efekt prowadzenia przez nas wyjątkowo niezdrowego trybu życia. Do chorób serca przyczyniają się:

• nieregularne, wysokokaloryczne, ale mało pożywne posiłki;
• siedząca praca, poruszanie się samochodami, brak aktywności fizycznej;
• nałogi i używki, zwłaszcza palenie papierosów i nadużywanie alkoholu;
• nieodpowiedni, zbyt krótki i nieefektywny sen;
• narażenie na przewlekły stres i brak umiejętności radzenia sobie z nim.

Wszystko to obciąża znacząco nasze serce, które w pewnym momencie po prostu tego przeciążenia nie wytrzymuje - i zaczynają się problemy: nadciśnienie, arytmia czy innego rodzaju zaburzenia jego pracy, miażdżyca czy choroba niedokrwienna, albo innego rodzaju choroby układu krwionośnego.

Naukowcy cały czas pracują nad jeszcze skuteczniejszymi, nowoczesnymi lekami, stosowanymi w rozmaitych zaburzeniach pracy serca. Dużym problemem jest tu arytmia: przed etapem badań klinicznych, bardzo ciężko jest stwierdzić, jak dany środek konkretnie wpłynie na złożone procesy regulujące pracę serca. Na etapie badań na ludziach może być już jednak za późno na wykrycie ewentualnych powikłań. Taki problem zdarzył się w latach 80. XX wieku, kiedy badacze opracowywali dopiero pierwsze leki dla cierpiących na arytmię serca. Badania były już bardzo zaawansowane, kiedy nagle niespodziewanie okazało się, że flekainid, nad którym pracowano, nie nadaje się do takiego zastosowania. Nie tylko nie leczył on arytmii, ale wręcz sam ją powodował, zwiększając drastycznie ryzyko wystąpienia zgonu z przyczyn sercowych. Naukowcy, po przeprowadzeniu zaawansowanej symulacji komputerowej, wykryli na szczęście ten problem i skupili się na lidokainie, stosowanej do dziś z dużymi sukcesami.

Stale rosnąca moc obliczeniowa dzisiejszych komputerów pozwala na prowadzenie bardzo dokładnych analiz i znajdowanie potencjalnych powikłań jeszcze w fazie badań nad lekiem, długo przed wprowadzeniem ich do testów klinicznych. Niedawno udało się stworzyć jeszcze dokładniejszy model komputerowy pracy ludzkiego serca, dzięki któremu testowanie leków stanie się nie tylko bezpieczniejsze, ale i szybsze. W celu sprawdzenia wydajności i efektywności symulacji komputerowych, badacze w testach laboratoryjnych zastosowali flekainid i lidokainę u królików. Wyniki nie tylko dokładnie zgadzały się z symulacją, ale pozwoliły również dowiedzieć się w końcu, po wielu latach, dlaczego flekainid daje tak niebezpieczne skutki uboczne.

Naukowcy mają nadzieję, że stworzony symulator pozwoli niedługo na znacznie skuteczniejsze niż obecnie wirtualne badanie leków we wstępnej fazie ich opracowywania, dzięki czemu unikniemy nie tylko potencjalnych powikłań, ale także długiej i żmudnej drogi od opracowania danej substancji do wprowadzenia jej do testów u pacjentów.