Det finns ingen enda huvudorsak till att vissa droger påverkar människor olika, men ganska många små faktorer. ETH -forskare demonstrerade detta med ett modellsystem. De tror att för att testa effektiviteten av vissa läkemedel, det är nödvändigt att titta på det biologiska systemet som helhet.

Droger är inte lika effektiva för alla. I viss utsträckning, detta beror på att människors kroppar kommer att ta upp ett läkemedelssubstans i varierande grad. Lite forskning har gjorts tidigare för att avgöra om detta är huvudorsaken till de enskilda skillnaderna eller en av många.

En grupp forskare med Ruedi Aebersold i spetsen, professor i systembiologi vid ETH Zürich, har nu belyst ämnet i sin rapport som publicerades i tidningen Cellsystem . Forskarna utförde detaljerade mätningar av proteiner och metaboliter i cellodlingsförsök och lyckades visa att de olika effekterna mellan individer inte kunde hänföras till en enda faktor eller några få faktorer. Istället, forskarna fann att många små skillnader tillsammans är ansvariga för den stora variationen.

Tester med ett kolesterolsänkande läkemedel

För att undersöka de olika effekterna av läkemedel, forskarna analyserade kolesterolregleringen i fyra olika mänskliga cellinjer. De testade hur cellerna reagerade olika på olika läkemedel som påverkar kolesterolnivåerna. I samarbete med ETH -professor Uwe Sauer, forskarna använde metoder från systembiologins områden, proteomik och metabolomik för att mäta och jämföra koncentrationerna av ett mycket stort antal olika proteiner och metaboliter i cellerna vid specifika tider.

Det visade sig att var och en av cellinjerna reagerade olika på drogerna. "I motsats till vad man kan förvänta sig, skillnaderna berodde inte på att en cellinje helt enkelt tog upp mer av en farmaceutisk substans än en annan, eller att en cell saknade en central regleringsmekanism som finns i en annan cell, "säger Peter Blattmann, en postdoc i Aebersolds grupp och första författare till studien. Istället, forskarna kunde visa att många enzymer och många av de komplexa biokemiska vägarna i en cell tillsammans bidrar till skillnaderna.

Onkologiska tillämpningar

"Våra resultat visar tydligt att det inte är tillräckligt att bara mäta mängden läkemedelsupptag för att förstå skillnader i effektivitet mellan individer, en metod som vanligtvis har använts tidigare, "säger Blattmann." Vi måste snarare anta ett helhetsperspektiv, och, som vi gjorde i denna studie, använda datormodeller för att också titta på andra komplexa intracellulära processer för att förstå varför läkemedelssvaret varierar. "

De individuella skillnaderna är ännu mer uttalade vid cancerbehandlingar än i kolesterolsänkande mediciner. Särskilt när det gäller mer avancerade mediciner, det finns behandlingar som bara fungerar för en mycket liten grupp patienter. "Det systembiologiska tillvägagångssättet som vi använde i vår studie kan därför också göra det möjligt att förutsäga vilka patienter som svarar bra på ett cancerläkemedel och vilka som inte kommer, säger Blattmann.