DeepTarget: Νέο εργαλείο για την επαναχρησιμοποίηση φαρμάκων στην ογκολογία

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 5 Νοεμβρίου 2025 στο npj Precision Oncology, αποκαλύπτει ότι οι παρενέργειες ενός φαρμάκου μπορεί να αποτελούν θεραπευτικές ευκαιρίες για άλλους ασθενείς, αν διευρύνουμε την προοπτική μας σχετικά με τους στόχους των μικρών μορίων. Ο Sanju Sinha, PhD, αναπληρωτής καθηγητής στο Πρόγραμμα Μεταβολισμού Καρκίνου και Μικροπεριβάλλοντος στο Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute, δήλωσε: “Τα μικρά μόρια που αντιπροσωπεύουν πολλά από τα φάρμακά μας σπάνια βρίσκονται στη φύση, επομένως δεν έχουν εξελιχθεί για να εκτελούν συγκεκριμένα καθήκοντα. Συνήθως, η επιστήμη τα εξετάζει με περιορισμένη οπτική, θεωρώντας ότι έχουν έναν μόνο στόχο και κάποιες παρενέργειες που ονομάζονται ‘εκτός στόχου’.”

Η Ολιστική Προσέγγιση

Ο Sinha εξήγησε ότι μια πιο ολιστική προσέγγιση αποκαλύπτει ότι τα μικρά μόρια μπορούν να έχουν διαφορετικούς στόχους και επιδράσεις ανάλογα με την ασθένεια και τον τύπο κυττάρων. “Αυτή η γνώση μπορεί να μας βοηθήσει να επαναχρησιμοποιήσουμε περισσότερα φάρμακα για να θεραπεύσουμε περισσότερους ασθενείς,” πρόσθεσε.

Κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσής του στο Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, ο Sinha ανέπτυξε ένα υπολογιστικό εργαλείο που ονομάζεται DeepTarget. Αντί να βασίζεται στις χημικές δομές των φαρμάκων, ο Sinha και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν δεδομένα από εκτενείς γενετικές και φαρμακευτικές δοκιμές σε καρκινικά κύτταρα. Η βάση δεδομένων τους περιλάμβανε πληροφορίες για 1450 φάρμακα σε 371 καρκινικές γραμμές κυττάρων, από τις προσπάθειες του Consortium Dependency Map (DepMap) να δημιουργήσει έναν χάρτη των ευαλωτοτήτων του καρκίνου.

Αποτελέσματα και Επικύρωση

Σε επτά από οκτώ δοκιμές που συγκρίθηκαν οι υπολογιστικές προβλέψεις των κύριων στόχων φαρμάκων για τον καρκίνο με τα υπάρχοντα δεδομένα, το DeepTarget απέδωσε καλύτερα από τα σύγχρονα εργαλεία, όπως το RoseTTAFold All-Atom και το Chai-1. Η ερευνητική ομάδα απέδειξε επίσης ότι το DeepTarget μπορεί να προβλέψει αν τα φάρμακα έχουν προτιμώμενες επιδράσεις σε τυπικές, μη μεταλλαγμένες πρωτεΐνες στόχους ή στις μεταλλαγμένες μορφές τους, καθώς και να προσδιορίσει τους δευτερεύοντες στόχους των φαρμάκων.

Ο Sinha, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, τόνισε τη σημασία της πρόβλεψης αυτών των δευτερευόντων στόχων, καθώς πολλά φάρμακα που έχουν εγκριθεί από τον FDA και νέα φάρμακα σε κλινική ανάπτυξη διαθέτουν τέτοιους στόχους. “Εάν μπορέσουμε να τους δούμε ως χαρακτηριστικά και όχι ως σφάλματα, μπορούμε να εκμεταλλευτούμε αυτούς τους στόχους για να βελτιώσουμε την επαναχρησιμοποίηση φαρμάκων,” δήλωσε.

Για να επικυρώσουν τα ευρήματά τους, η ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε δύο πειραματικές μελέτες, συμπεριλαμβανομένης μιας για το Ibrutinib, ένα φάρμακο που έχει εγκριθεί από τον FDA για τον καρκίνο του αίματος. Προηγούμενες κλινικές έρευνες είχαν δείξει ότι το Ibrutinib μπορεί να θεραπεύσει τον καρκίνο του πνεύμονα, αν και ο κύριος στόχος του φαρμάκου, μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Bruton’s tyrosine kinase (BTK), δεν είναι παρούσα στους όγκους του πνεύμονα.

Συμπεράσματα

Σε συνεργασία με το εργαστήριο του Ani Deshpande, PhD, καθηγητή στο Πρόγραμμα Γενετικής και Επιγενετικής του Καρκίνου στο Sanford Burnham Prebys, οι επιστήμονες δοκίμασαν την πρόβλεψη του DeepTarget ότι το Ibrutinib σκοτώνει τα καρκινικά κύτταρα του πνεύμονα δρώντας σε έναν δευτερεύοντα στόχο, την πρωτεΐνη υποδοχέα επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR). “Εάν εστιάσουμε μόνο στους καρκίνους του αίματος, τότε ο BTK είναι ο κύριος στόχος. Αν αλλάξουμε την προσοχή μας στους στερεούς όγκους, τότε μια μεταλλαγμένη, ογκογόνος μορφή του EGFR γίνεται ο κύριος στόχος,” δήλωσε ο Sinha, υπογραμμίζοντας τη σημασία του πλαισίου στην κατανόηση των στόχων.

Οι ερευνητές συνέκριναν τις επιδράσεις του Ibrutinib σε καρκινικά κύτταρα με και χωρίς τον καρκινικό μεταλλαγμένο EGFR. Τα κύτταρα που φέρουν τη μεταλλαγμένη μορφή ήταν πιο ευαίσθητα στο φάρμακο, επιβεβαιώνοντας τον EGFR ως στόχο του Ibrutinib. “Πιστεύουμε ότι η ανώτερη απόδοση του εργαλείου σε πραγματικές καταστάσεις οφείλεται στο ότι αντικατοπτρίζει πιο στενά τους πραγματικούς μηχανισμούς δράσης των φαρμάκων, όπου το κυτταρικό πλαίσιο και οι επιδράσεις σε επίπεδο διαδρομής συχνά παίζουν κρίσιμο ρόλο πέρα από τις άμεσες αλληλεπιδράσεις σύνδεσης,” κατέληξε ο Sinha.

Η DeepTarget έχει τη δυνατότητα να επιταχύνει τις διαδικασίες ανάπτυξης και επαναχρησιμοποίησης φαρμάκων, προσφέροντας μια συμπληρωματική προσέγγιση σε σχέση με τις δομικές μεθόδους που επικεντρώνονται στη χημική σύνδεση.