Лечение мозговой аневризмы протестировали на виртуальных пациентах

Британские и голландские ученые показали, что исследования на виртуальной выборке имеют сопоставимый результат с итогами клинических испытаний с реальными людьми. Они смоделировали результаты лечения мозговой аневризмы поток-перенаправляющим стентом, используя виртуальную выборку пациентов, и сравнили их с результатами трех клинических испытаний. Исследования in silico оказались перспективной альтернативой традиционным клиническим испытаниям, кроме этого, они дешевле и быстрее. Работу опубликовали в Nature Communication.

Клинические исследования медицинских препаратов и методов лечения проводят, чтобы оценить их безопасность и эффективность. Они длятся несколько фаз, и обычно представляют собой самый продолжительный этап в разработке лекарственных средств. Кроме этого, исследование должен одобрить этический комитет. В последние годы стали появляться клинические испытания, которые используют не реальных людей, а виртуальных пациентов, смоделированных компьютером. В таких исследованиях можно взять, например, участников с редкими фенотипами, которых непросто набрать в достаточном количестве среди людей. Можно также сравнить напрямую два альтернативных метода лечения на одном и том же виртуальном пациенте — это поможет уменьшить размер выборки. Также клинические испытания на виртуальной популяции позволяют сократить период времени испытаний.

Британские и голландские исследователи под руководством Алехандро Франджи (Alejandro F. Frangi) из Университета Лидса сравнили результаты клинических испытаний на виртуальной популяции с результатами трех исследований с реальными пациентами. Ученые проанализировали эффективность метода поток-перенаправляющего стентирования для лечения аневризмы мозга. Такой стент представляет собой небольшую гибкую трубку, которая устанавливается в артерию на месте отхождения от нее аневризмы. Стент уменьшает поток крови по аневризме, вызывая тромбообразование в ней и дальнейшее выключение из кровотока. Без лечения аневризма может прорваться и вызвать инсульт. Поток-перенаправляющее стентирование применяют уже около десяти лет, и этот метод достаточно хорошо изучен.

Виртуальная популяция формировалась из клинических баз данных. В ней учитывался возраст, пол и национальность пациента, а также особенности его физиологии, анатомии и биохимии. Исследователи подобрали 82 виртуальных пациента так, чтобы они оказались сходными по этим характеристикам с реальными пациентами из клинических исследований. Затем ученые создали вычислительную модель, которая проанализировала, как поток-перенаправляющий стент повлияет на кровоток у каждого виртуального пациента. Для сравнения использовали три клинических исследования PUFS (109 пациентов), PREMIER (141 пациент), ASPIRe (207 пациент).

Исследование на виртуальной популяции предсказало, что у 82,9 процента пациентов с нормальным давлением лечение окажется успешным. В трех клинических испытаниях на реальных людях количество успешных операций составило 86,8 процента, 74,8 процента and 76,8 процента.

Ученые заключили, что результаты исследования in silico совпали с результатами реальных клинических испытаний, поэтому применение виртуальных выборок пациентов имеет большой потенциал. К их преимуществам относится невысокая стоимость, быстрые темпы проведения. Также возможность моделировать разные физиологические и патологические условия, иногда достаточно редкие, позволит оптимизировать медицинские устройства и снизить риск нежелательных явлений.

Современные компьютерные технологии не первый раз приходят на помощь медикам. Бельгийские врачи использовали виртуальную реальность вместо седативных препаратов во время хирургических вмешательств. 75 процентов пациентов, которым проводили ортопедические операции с использованием местной анестезии и подвергали виртуальному гипнозу, уже не нуждались в седативных препаратах.

Анастасия Кузнецова