Теоретические основы, экспериментальный дизайн и компьютерное моделирование синергизма и антагонизма при изучении комбинаций лекарственных препаратов

Показано, что уравнение медианного эффекта, выведенное из принципа закона действующих масс для равновесного и стационарного состояний с помощью математической индукции и дедукции применительно к различным последовательностям реакций, механизмам и типам ингибирования, представляет собой единую теорию, лежащую в основе уравнений Михаэлиса—Ментен, Хилла, Хендерсона—Хассельбаха и Скетчарда. Показано, что дозу и эффект можно взаимно преобразовывать с помощью определённых параметров. Это общее уравнение для эффекта одного препарата было расширено до уравнения эффекта комбинации из n препаратов. Данные уравнения служат теоретической основой уравнения «индекс взаимодействия — изоболограмма», позволяющего количественно определять взаимодействия лекарственных препаратов: при индексе взаимодействия (CI) <1 выявляют синергизм, при CI =1 — аддитивный эффект, при CI >1 — антагонизм. На основе этих алгоритмов разработано компьютерное программное обеспечение для автоматизированного моделирования синергизма и антагонизма при любых уровнях дозы или эффекта. Оно отображает кривую «доза—эффект», график медианного эффекта, график индекса взаимодействия, изоболограмму, график индекса снижения дозы и полигонограмму для исследований in vitro или in vivo. Разработка теории, экспериментального дизайна и компьютерного анализа данных упростила анализ зависимости «доза—эффект» при оценке действия отдельных препаратов, а также при оценке риска, связанного с канцерогенами и радиацией, и изучении комбинаций лекарственных препаратов или других воздействий в самых разных областях биомедицинских наук. В обзоре приведены отдельные примеры применения, а также пошаговые примеры планирования экспериментов и анализа реальных данных. Объединение принципа закона действующих масс с математической индукцией и дедукцией доказало свою уникальность и эффективность как научный метод разработки общей теории. Принцип медианного эффекта и основанное на законе действующих масс компьютерное программное обеспечение всё шире применяются в биомедицинских науках — от эффективной оценки действия одного соединения или другого воздействия до рационального использования нескольких препаратов или методов лечения в комбинированной терапии.