Jelenleg az orvostudomány egyik legnagyobb kihívása a rák gyógyítása. 2018-ban összesen 9,6 millió ember halt meg rákban, ugyanebben az évben 18 millió új beteget regisztráltak. Ez a betegségcsoport az egyik legpusztítóbb az összes közül, és annak ellenére, hogy számos kezelési módszer létezik rá, még mindig gyerekcipőben jár a rákgyógyszerek fejlesztése.
Már megtaláltuk a rák ellenszerét?
Ennek az oka részben az, hogy a ráknak rengeteg fajtája van, nagyon nehéz mindre hatékony gyógyszert fejleszteni. Évről évre felbukkan az a városi legenda, hogy már megvan az ellenszer, de csak a leggazdagabbak és a legbefolyásosabbak kaphatják meg, és az átlagemberektől szánt szándékkal tartják vissza a világra szóló felfedezést. Ez már csak azért is lehetetlen, mert a rák nem egyetlen betegség - nagyon sok típusa van, mindre más és más gyógyszerek és kezelési módok hatnak, hiszen mindet más okozza, és máshol jelentkezik. Alapvetően az emberi szervezet normál sejtjei kezdenek rendellenes, ellenőrizetlen szaporodásba, így kialakulnak a tumorok, amelyek lehetnek jó- és rosszindulatúak. A rosszindulatú daganatok pedig áttéteket is létrehoznak az eredeti tumortól akár nagyon messzire is.
Több mint száz rákos megbetegedés örökletes és környezeti okokból is kialakulhat. Vannak olyan betegségek, amelyek csak az első csoportba sorolhatók, és nem sokat lehet ellenük tenni, de vannak olyanok is, amelyek a rossz életmód vagy rákkeltő anyagokkal való érintkezés miatt alakulnak ki. Innen is látszik, hogy a rák oka, fajtája és lefolyása nagyon sokféle lehet,
tehát lehetetlen egyetlen gyógyszert létrehozni, ami "gyógyítja a rákot", mindegyik rákfajtára külön kezelés szükséges.
Évekig tart egy új gyógyszer fejlesztése
Azt, hogy egyelőre nincs minden egyes ráktípusra gyógyszer, nem véletlen: ennek oka részben az, hogy hosszadalmas és drága dolog új gyógyszer-hatóanyagokat kipróbálgatni, a kész terméket összeállítani, piacra dobni. A kutatási szinten megalkotott gyógyszereknek csak a 10-14 százaléka kerül ténylegesen piacra, ami nagyon kevés, tekintve, hogy milyen halálos betegségcsoportról van szó. Valószínűleg sokkal több hatékony összetevőt tudnának kifejleszteni, ha ez a folyamat gyorsabb és olcsóbb lenne, és a rákgyógyítás is sokkal hatékonyabbá válna.
Az IBM Research kutatói lefejlesztettek egy olyan algoritmuscsoportot, ami pontosan ennek a gyógyszergyártási folyamatnak az első lépéseit könnyítheti meg és gyorsíthatja fel. Az IBM Kognitív Egészségügyi és Élettudományok ágának egyik kutatócsoportja csinálta meg a nyílt forráskódú és ingyenesen használható algoritmus-rendszert, ami képes a gyógyszerösszetevők és a tumorok genetikai kódja alapján megmondani, hogy mekkora eséllyel hatnak a gyógyszerek az adott betegségnél, és milyen hatóanyag-kombinációk bizonyulnak majd a legjobb megoldásnak. A PaccMann rendszere, bár még egyelőre tesztelés alatt áll, felpörgetheti a rákgyógyítást.
A módszer a precíziós gyógyszergyártás egyik nagyon fontos állomása lehet, és rengeteg időt, valamint nagyon sok pénzt tudna megspórolni azoknak, akik rákos betegségekre akarnak gyógyszert fejleszteni. "A legtöbb ember nem tudja, hogy milyen sokáig tart egy gyógyszer kifejlesztése, milyen bonyolult, és mennyire sok pénz kell hozzá" - mondta a 24.hu-nak dr. Matteo Manica, a PaccMann egyik fejlesztője, akivel az IBM Research rüschlikoni központjában találkoztunk. Manica a PaccMannt kiötlő kutatócsoport tagja, előadást is tartott arról, hogy működik pontosan ez a belül bonyolult, használat közben azonban nagyon egyszerűnek tűnő rendszer.
Másodpercek alatt kiderül, hatékony-e a gyógyszer
A PaccMannt egy weboldalon keresztül pofonegyszerűen el lehet érni, és ha valaki ért a kémiához, gyors regisztráció után kis is próbálhatja: az egyik oldalon fel kell írni a kipróbálni kívánt vegyületet, vagyis magát a gyógyszert, a másik oldalon pedig annak a daganatos szövetnek a genetikai kódját, amelyre alkalmazni szeretnénk. A rendszer megmutatja,
mennyire lesz hatékony a szer a vizsgált daganaton vagy daganatfajtán, és azt is, mely összetevők voltak a legfontosabbak a folyamat során.
A rendszerrel kapcsolatos első tudományos tanulmány még csak most novemberben jelent meg a Molecular Pharmaceutics című tudományos folyóiratban. Ez arról számol be, amivel a kutatók egy éve dolgoznak: egy specifikus génexpressziót visznek be a rendszerbe, és erre próbálják megtalálni a megfelelő gyógyszert - tehát pontosan fordítva dolgoznak, mint ahogy eddig.
"Ezzel a módszerrel gyakorlatilag megerősítéses tanulással segítünk a PaccMann-nek abban, hogyan generáljon olyan vegyületeket, amelyek az adott genetikus profilra hatékonyak lehetnek" - magyarázta Manica. A kutatók neuroblastoma idegrendszeri daganattal publikálták a módszert: amikor elkezdték tanítani az algoritmust, még a rendelkezésre álló gyógyszervegyületek 4 százaléka volt hatékony a betegséggel szemben, a tanítási folyamat végén ezt az arányt sikerült 30 százalékra emelni.
"Ma évekre van szükség ahhoz, hogy egy rákot gyógyító gyógyszert piacra lehessen dobni. Azzal kezdődik, hogy rá kell jönni: az összetevők képesek-e a célfehérjéhez kötődni, aztán egy laboratóriumban kell kipróbálni, hogy jól működik-e valódi sejtláncokon. Az egész folyamat tele van visszacsatolásokkal, próbálgatásokkal. Aztán ahhoz, hogy klinikai kutatásokra kerüljön a sor, majd gyógyszer készülhessen a vegyületből, rengeteg engedélyer van szükség. A PaccMann-nal az első fázisokat célozzuk meg, amikor megtalálják a vezető hatóanyagot. Segítjük a gyógyszerfejlesztést, lerövidítjük és olcsóbbá tesszük a folyamatot" - mondta Manica.
Elhozhatja a rákgyógyítás jövőjét
A PaccMann gyakorlatilag egy neurális hálózatra épülő algoritmus-csoport, igazi előnye az, hogy nagyon gyorsan dolgozik: egyetlen vegyületet milliszekundumok alatt elemez ki, és nagyban segíti az orvosi vegyész munkáját, akinek így lesz egy rakás vegyület a kezében, amikkel dolgozhat, és amik bizonyítottan hatékonyak a vizsgálandó sejtcsoporttal szemben.
A hosszú távú cél viszont az, hogy akár egyetlen ember betegségére specifikusan is ki lehessen fejleszteni gyógyszert, ami csakis arra a sejtkombinációra hat, ami az adott betegnek van. A legagresszívebb rák ugyanis többfajta abnormális sejtből áll, éppen ezért olyan nehéz kezelni. "Az algoritmus nem tesz különbséget aközött, hogy a vizsgálandó minta egyetlen személytől érkezik, vagy egy olyan átlagos tumort jelez, ami az egyik rákfajtára jellemző" - magyarázta Manica, hozzátéve, hogy ez azért egyelőre valószínűleg nem fog elterjedni, hiszen túl sokba kerülne egyetlen ember gyógyulása egy saját, személyre szabott gyógyszerrel.
De az ideális valójában ez lenne: ha a jövőben mindenki saját gyógyszert kapna, a saját betegségeire kifejlesztve - a PaccMann segítségével talán ez a tökéletes egészségügy egy lépéssel közelebb került.
