Phenotypic response surfaces
फेनोटाइपिक प्रतिक्रिया सतह (पी. आर. एस.) एक कृत्रिम बुद्धिमत्ता-निर्देशित व्यक्तिगत चिकित्सा मंच है जो बीमारियों के व्यापक स्पेक्ट्रम के इलाज के लिए अनुकूलित संयोजन उपचार विकसित करने के लिए दवा की बातचीत और प्रभावशीलता की मात्रा निर्धारित करने के लिए संयोजन अनुकूलन सिद्धांतों पर निर्भर करता है। फेनोटाइपिक प्रतिक्रिया सतह एक परवलयिक सतह को दवा की खुराक और बायोमार्कर मूल्यों के एक सेट में इस समझ के आधार पर फिट करती है कि दवाओं के बीच संबंध, उनकी बातचीत और माप बायोमार्कर पर उनके प्रभाव को चतुर्भुज सतह द्वारा मॉडल किया जा सकता है। परिणामी सतह रोगी की अद्वितीय फेनोटाइपिक प्रतिक्रिया के आधार पर बहु-दवा संयोजनों की इन-विट्रो और इन-सिलिको स्क्रीनिंग दोनों को छोड़ने की अनुमति देती है। यह समय-महत्वपूर्ण व्यक्तिगत उपचार बनाने के लिए छोटे डेटा सेट का उपयोग करने की एक विधि प्रदान करता है जो रोग या दवा तंत्र से स्वतंत्र है। मंच की अनुकूलनीय प्रकृति इसे नए संयोजन उपचारों को अलग करने से लेकर रोगी उपचारों का समर्थन करने के लिए दैनिक दवा आहार समायोजन की भविष्यवाणी करने तक के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला से निपटने की अनुमति देती है। 19वीं से 20वीं शताब्दी की शुरुआत में अपनी स्थापना के बाद से आधुनिक चिकित्सा पद्धति को "अनिश्चितता के विज्ञान और संभावना की कला" के रूप में देखा गया है, जैसा कि इसके संस्थापकों में से एक, सर विलियम ऑस्लर ने सोचा था। दवा की खुराक और इसकी प्रभावकारिता के बीच संबंध के लिए एक ठोस तंत्र की कमी ने बड़े पैमाने पर रोगियों के लिए इष्टतम खुराक निर्धारित करने के लिए एक मीट्रिक के रूप में जनसंख्या औसत का उपयोग किया। हालाँकि, यह मुद्दा संयोजन उपचारों की शुरुआत से और अधिक जटिल हो जाता है क्योंकि दवाओं की संख्या बढ़ने के साथ संभावित संयोजनों और परिणामों की संख्या में तेजी से वृद्धि होती है। संयोजी चिकित्सा उपचार मोनोथेरेपी विकल्पों पर महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करते हैं जिसमें अधिक प्रभावशीलता और कम दुष्प्रभाव और मृत्यु दर शामिल हैं, जो उन्हें अनुकूलित करने के लिए आदर्श उम्मीदवार बनाते हैं। 2011 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय लॉस एंजिल्स के डॉ. इब्राहिम अल-श्योक और डॉ. चिह मिंग हो के नेतृत्व में एक टीम द्वारा पीआरएस पद्धति विकसित की गई थी ताकि एक ऐसा मंच प्रदान किया जा सके जो सेलुलर बायोमार्कर के माप के आधार पर बहु-दवा संयोजन उपचारों को अनुकूलित करने के लिए तुलनात्मक रूप से कम संख्या में अंशांकन परीक्षणों की अनुमति देगा। अपनी स्थापना के बाद से पी. आर. एस. मंच को अंग प्रत्यारोपण, ऑन्कोलॉजी और संक्रामकता सहित रोग क्षेत्रों की एक विस्तृत श्रृंखला पर लागू किया गया है। पी. आर. एस. प्लेटफॉर्म तब से पतंग फार्मा और सिंगापुर के राष्ट्रीय विश्वविद्यालय के साथ साझेदारी में सिंगापुर स्थित क्यान थेरेप्यूटिक्स द्वारा विपणन किए गए एक वाणिज्यिक अनुकूलन मंच के लिए आधार बन गया है ताकि ऑन्कोलॉजिकल अनुप्रयोगों के लिए व्यक्तिगत संयोजन उपचार प्रदान किए जा सकें। कार्यप्रणाली पी. आर. एस. प्लेटफॉर्म एक तंत्रिका नेटवर्क का उपयोग डेटा सेट को एक प्रतिगमन कार्य में फिट करने के लिए करता है जिसके परिणामस्वरूप एक परवलयिक सतह होती है जो दवा की खुराक और प्रभावकारिता के बीच एक सीधा मात्रात्मक संबंध प्रदान करती है। पी. आर. एस. प्लेटफॉर्म के लिए शासी कार्य निम्नलिखित रूप में दिया गया हैः जहांः ई एक कार्य दवा की खुराक और समय के रूप में संयोजन प्रभावकारिता है, एक बायोमार्कर मूल्य के रूप में दी गई है सी दवा की खुराक है टी समय x है, y, z पी. आर. एस. गुणांक हैं जो दवा की बातचीत का प्रतिनिधित्व करते हैं एम दवाओं की संख्या है संबंध की परवलयिक प्रकृति एन. एम. संयोजनों के खोज क्षेत्र में पी. आर. एस. प्रतिगमन का उपयोग करने के लिए न्यूनतम आवश्यक अंशांकन परीक्षण की अनुमति देती है, जहां एन खुराक नियमों की संख्या है और एम संयोजन में दवाओं की संख्या है। अनुप्रयोग पी. आर. एस. प्लेटफॉर्म की तंत्र-स्वतंत्र प्रकृति इसे कैंसर, संक्रामक रोगों के उपचार और अंग प्रत्यारोपण सहित कई बीमारियों के इलाज के लिए उपयोगी बनाती है। ऑन्कोलॉजी ऑन्कोलॉजी में संयोजन उपचारों का अनुकूलन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। पारंपरिक कैंसर उपचार अक्सर कीमोथेरेपी दवाओं के क्रमिक उपयोग पर निर्भर करते हैं, प्रत्येक नई दवा के साथ जैसे ही पूर्ववर्ती एजेंट प्रभावकारिता खो देता है। हालांकि, यह पद्धति कैंसर कोशिकाओं के लिए, उनके उत्परिवर्तन की तीव्र दर के कारण, उन उदाहरणों में कीमोथेरेपी दवाओं के प्रति प्रतिरोध विकसित करने की अनुमति देती है जहां कीमोथेरेपी दवाएं प्रभावी नहीं होती हैं। इसलिए संयोजन उपचार दवा प्रतिरोधी ट्यूमर के विकास को रोकने के लिए महत्वपूर्ण हैं और इस तरह कैंसर रोगियों में पुनरावृत्ति की संभावना को कम करते हैं। पी. आर. एस. प्लेटफॉर्म कैंसर के इलाज के लिए संयोजन चिकित्सा विकसित करने में प्रमुख कठिनाई को कम करता है क्योंकि यह वर्तमान में नियोजित सबसे प्रभावी आहार निर्धारित करने के लिए इन-विट्रो हाई थ्रूपुट स्क्रीनिंग करने की आवश्यकता को छोड़ देता है। पी. आर. एस. आधारित चिकित्सा का उपयोग कई मायलोमा के इलाज और दवा प्रतिरोध को दूर करने के लिए एक अनुकूलित 3 दवा संयोजन को सफलतापूर्वक प्राप्त करने के लिए किया गया है। पी. आर. एस. व्युत्पन्न CURATE.AI प्लेटफॉर्म का उपयोग प्रोस्टेट कैंसर की प्रगति का सफलतापूर्वक इलाज करने और रोकने के लिए ब्रोमोडोमेन अवरोधक और एनज़ालूटामाइड के 2 दवा संयोजन को अनुकूलित करने के लिए भी किया गया है। संक्रामक रोगों का इलाज करने का प्रयास करते समय दवा प्रतिरोध एक विशेष चुनौती है क्योंकि मोनोथेरेपी समाधानों में दवा प्रतिरोध बढ़ाने का जोखिम होता है और संयोजन चिकित्सा कम मृत्यु दर को दर्शाती है। तपेदिक जैसे अत्यधिक संक्रामक रोग दुनिया भर में संक्रामक रोगों से होने वाली मौतों का प्रमुख कारण बन गए हैं। तपेदिक उपचार के लिए लंबे समय तक एंटीबायोटिक दवाओं के निरंतर उपयोग की आवश्यकता होती है, जिसमें रोगियों के बीच गैर-अनुपालन की उच्च दर होती है, जिससे तपेदिक के दवा प्रतिरोधी रूपों के विकास का खतरा बढ़ जाता है। पी. आर. एस. प्लेटफॉर्म का उपयोग संयोजी आहार विकसित करने के लिए सफलतापूर्वक किया गया है जो तपेदिक उपचार के समय को 75 प्रतिशत तक कम करता है और रोग के दवा संवेदनशील और प्रतिरोधी दोनों प्रकारों पर नियोजित किया जा सकता है। पीआरएस व्युत्पन्न IDENTIF.AI प्लेटफॉर्म का उपयोग सिंगापुर में स्वास्थ्य मंत्रालय की ओर से व्यवहार्य सार्स-कोव-2 डेल्टा संस्करण उपचारों की पहचान करने के लिए किया गया है। प्लेटफॉर्म ने मेटाबोलाइट ई. आई. डी. डी.-1931 की पहचान मजबूत एंटीवायरल गुणों के रूप में की जिसका उपयोग अन्य वाणिज्यिक एंटीवायरल एजेंटों के साथ संयोजन में किया जा सकता है ताकि सार्स-कोव-2 डेल्टा संस्करण के उपचार के लिए एक प्रभावी चिकित्सा बनाई जा सके। अंग प्रत्यारोपण 2016 में विकसित पी. आर. एस. व्युत्पन्न फेनोटाइपिक व्यक्तिगत खुराक मंच का उपयोग प्रत्यारोपण अस्वीकृति घटनाओं को रोकने के लिए यकृत प्रत्यारोपण प्रक्रियाओं और प्रत्यारोपण के बाद की देखभाल के लिए व्यक्तिगत टैक्रोलिमस और प्रेडनिसोन खुराक प्रदान करने के लिए किया गया है। यह पद्धति अंशांकन परीक्षणों की न्यूनतम संख्या का उपयोग करने में सक्षम है और इसके परिणामस्वरूप एक चिकित्सक को एक रोलिंग विंडो प्रदान करता है जिसमें दैनिक अनुकूलित दवा खुराक की भविष्यवाणी की जा सकती है। चिकित्सकों को सुलभ व्यक्तिगत उपचार उपकरण प्रदान करने और जनसंख्या औसत आधारित खुराक के उपयोग की आवश्यकता को समाप्त करने के लिए दवा आहार के लिए शारीरिक प्रतिक्रियाओं को बदलने वाले रोगियों को ध्यान में रखने के लिए मंच को दैनिक रूप से पुनः कैलिब्रेट किया जाता है। गुर्दा और हृदय प्रत्यारोपण सहित अन्य प्रत्यारोपण उपयोगों के लिए मंच पर सक्रिय रूप से विचार किया जा रहा है। संदर्भ क्वाड्रिक्स सिस्टम जीव विज्ञान व्यक्तिगत चिकित्सा चिकित्सा मॉडल उभरती प्रौद्योगिकियां बायोमार्कर