A modern és az ősi rendszerszemléletű gyógyítás összekapcsolása

A Koreai Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) kutatói a rendszerbiológia és a rendszerszemléletű orvoslás eszközrendszerével vizsgálták meg a tradicionális keleti gyógyászatban (traditional oriental medicine, TOM) használt szerek, illetve szer-kombinációk működésmódját, és lehetséges hatásmechanizmusokat azonosítottak.

A Nature Biotechnology-ban megjelent, szabadon hozzáférhető tanulmány - A systems approach to traditional oriental medicine - szerzői bevezetőjükben leírják: az ázsiai országokban a TOM-ot évszázadok óta használják, és az növekvő népszerűségnek örvend a nyugati országokban is. Több sikeres modern gyógyszer is a TOM-ból származik, így pl. a malária-gyógyszer artemisinin vagy a rákellenes taxol, illetve a myeloma multiplex kezelésében használatos carfilzomib. Hatékonyságát különböző klinikai vizsgálatok is alátámasztják, azonban felhasználása empirikus tudáson alapul, hatásmechanizmusa eddig nagyrészt ismeretlen volt.

A modern gyógyszerek zöme egyetlen aktív összetevőt tartalmaz, írják tanulmányukban a kutatók, amely egyetlen biológiai targetet céloz meg. Viszont az az elképzelés, miszerint bármely szer mindössze egyetlen targetre hat, meglehetősen leegyszerűsíti a valóságot, hiszen az emberi test a metabolikus, szabályozó és együttműködő hálózatok komplex rendszeréből áll.

A TOM végső célja az emberi test felborult egyensúlyi állapotának helyreállítása, azaz alapvetően különbözik a nyugati gyógyszerfejlesztés céljától, ami a tünet kialakításában részt vevő egyetlen specifikus receptor, ioncsatorna, enzim vagy szabályozó fehérje módosítása. Azonban a nyugati típusú orvoslás napjainkban egyre inkább felismeri a tradicionális keleti szemlélet hasznosságát, és a polifarmakológiai megközelítést egyre inkább alkalmazza pl. a tumorok gyógyításában (polifarmakológia: több targetre ható szerek kifejlesztése). A kutatók utalnak pl. az USA tudományos akadémiájának lapjában megjelent tanulmányra (Exploiting polypharmacology for drug target deconvolution), amely számos kináz inhibitor együttes alkalmazását veti fel, aminek révén növelhető a hatékonyság és csökkenthető a toxicitás, illetve utalnak arra a Nature-ben megjelent tanulmányra (Chemical genetic discovery of targets and anti-targets for cancer polypharmacology), amely felhívja a figyelmet, hogy a rák polifarmakológiája során fontos bizonyos kinázok gátlása, míg más kinázok gátlásának elkerülése.

A strukturális hasonlóság elemzése

Sang Yup Lee és munkatársai a rendszerbiológia egyre bővülő eszköztára segítségével vették szemügyre a TOM-ban használatos szerkombinációk lehetséges hatásmechanizmusát: megvizsgálták az összes ismert szerkezetű TOM-szer, a nyugati orvoslásban használatos valamennyi befogadott és ismert szerkezetű kismolekula, valamint az emberi szervezetben keletkező metabolitok strukturális hasonlóságait. Mint elmondják, ez a rendszermedicinális megközelítés azt tételezi fel, hogy a szerkezetükben metabolitjainkhoz hasonló anyagok lényeges metabolikus útvonalakat és reakciókat befolyásolnak szervezetünkben.

A kutatók a strukturális hasonlóság elemzése révén nagy vonalakban azonosítani tudták a TOM hatásmechanizmusát, illetve két lényeges következtetést tudtak levonni. Először is, mint nyilatkozták, a strukturálisan hasonló metabolitok és TOM-szerek azonosítása segít a lehetséges hatástani útvonalak és reakciók azonosításában, továbbá az is kiderült: az ismert szerkezetű TOM-szerek nagyobb hányada hasonlít a humán metabolitokhoz, ráadásul jelentősebb mértékben, mint ami a befogadott nyugati szerekre jellemző. Ez utóbbiból az következik, teszik hozzá, hogy a TOM-szerek hatalmas potenciállal bírnak a különböző metabolikus útvonalakkal való interakcióban, és ezen interakciók során nagy hatékonysággal bírnak. Ezért a TOM-szerek alkalmazása előnyös lehet a komplex betegségek kezelése során szükséges „több célpontúság” (multitargeting) elérésében.

„Miután a strukturális hasonlóság elemzése révén azonosítottuk a lehetséges hatástani útvonalakat és reakciókat, további in silico eszközök használatával részletesebben karakterizálni lehet a TOM-szerek molekuláris szintű hatásmechanizmusát”, nyilatkozta Hyun Uk Kim, a tanulmány első szerzője.

A tradicionális keleti gyógyászatra jellemző multikomponensű, multitarget szemlélet lehetővé teszi az egyszerre alkalmazott több hatóanyag közötti szinergia érvényesülését. A TOM-kombinációk általában egy vezető és számos kiegészítő alapanyagot alkalmaznak, amelyek segítik a vezető alapanyag hatásának érvényesülését (a fő tünet csökkentését), segítik a célterületre jutását, kiegészítik annak pozitív hatásait, csökkentik mellékhatásait, és enyhítik a kisebb tüneteket.

Munkájukkal a kutatók reményeik szerint létrehozzák a tradicionális keleti gyógyászat és a modern gyógyszerfejlesztés integrációjának alapjait. A TOM multikomponensű gyógyszer-multitargeting szemlélete, ami a szervezet egyensúlyának fenntartását célozza, Hyun Uk Kim és munkatársai szerint párhuzamba állítható a rendszerszemléletű orvoslás holisztikus nézőpontjával, és a rendszerszemléletű orvoslás eszközrendszerével – pl. metabolikus hálózati modellek, high-throughput technikák, omikák - lehetségessé válik a TOM-ban alkalmazott szerek célpontjainak és működésmódjának feltárása, az általuk befolyásolt hálózatok azonosítása, továbbá az eddigieknél hatékonyabb szinergikus kombinációk kifejlesztése, a TOM modernizálása.

Rendszerszemléletű orvoslás

A rendszerszemléletű orvoslás kifejlesztését az Európai Bizottság 2004 és 2010 között 60 projekt finanszírozásával támogatta, összesen 400 millió euró értékben. A kutatásokról beszámoló honlapon a rendszerszemléletű orvoslást a következőképp mutatják be:

A genomika kifejlődése és a hatalmas adatbázisok létrejötte következtében a biológia egy új, rendszerszemléletű megközelítése alakult ki. A kutatók egyre inkább felismerik, hogy az emberi test nem választható szét egymástól független komponensekre, hiszen a gének, fehérjék, sejtek és szervek komplex összeköttetésben állnak egymással és a környezettel. A rendszerszemléletű orvoslás célja ezen összeköttetések, interakciók feltárása a különböző tudományágakból származó adatok integrálása és új biológiai modellekbe építése révén – az egészség és betegség holisztikus megértése a számítógép-tudomány, a matematika és a mérnöki tudományok segítségével. Az elmúlt években a rendszerszemléletű orvoslás mint új diszciplina viharos kifejlődésének lehettünk tanúi, ennek következtében az orvoslás eddigi redukcionista szemlélete az integratív paradigma felé halad. Azonban a technológiai fejlődés ellenére a rendszerszemléletű orvoslás gyakorlatba ültetése még várat magára, a következő évek egyik feladata a transzláció előtt álló akadályok azonosítása lesz.