开发的世界上第一个数字模型的癌症细胞

所开发的计算机模型,研究人员的领导管理下你格拉茨,模拟了周期性癌症细胞的膜电位变化使用人类肺腺癌的例子,在癌症研究开辟了全新的途径。

计算机模型已经在基本生物医学研究标准工具很多年了。bob88体育平台登录然而,在70年首次发表后神经细胞的离子电流模型霍奇金&赫胥黎在1952年,格拉茨大学的研究人员的技术(TU格拉茨),与格拉茨医科大学的合作和在纽约的纪念斯隆凯特林癌症中心医院,终于成功地开发了世界上第一个癌症细胞模型,因此推出“现代的必不可少的工具癌症研究和药物开发”,基督教鲍姆加特纳高兴地报告。研究所所长医疗工程与欧洲的医疗设备测试中心涂格拉茨的资深作者出版在《华尔街日报》数字模型PLoS计算生物学。

兴奋和non-excitable细胞

数字迄今集中在兴奋的细胞模型细胞如神经或心肌细胞,使电生理过程的仿真不仅在细胞水平上,而且在组织和器官水平。这些模型已经被用来支持在日常临床实践中诊断和治疗。费利克斯领导的国际研究小组专注于特定的首次non-excitable癌症细胞的电生理特性。

可兴奋细胞,电刺激引发所谓的动作电位。这将导致短期变化在电势持久毫秒细胞膜传播“电”从细胞到细胞的信息。通过这种机制,神经网络沟通或心脏肌肉激活,这合同。众所周知“non-excitable”细胞的实验研究也表现出典型的潜在波动在细胞膜。然而,兴奋性细胞相比,潜在的变化非常缓慢,在整个细胞周期,即在几小时,几天,和作为一种信号,让个体细胞周期之间的过渡阶段,“基督教费利克斯解释道。一起研究所副主任Theresa Rienmuller,和博士生Sonja Langthaler,基督教windblown市是第一个追求的理念发展这些机制的仿真模型。

肺肿瘤的例子

病态的细胞膜电压的变化,特别是在细胞周期,是癌症发展和发展的基础。索尼娅Langthaler继续详细:“离子通道外部连接到细胞内。它们使离子的交换,如钾、钙、钠,从而调节膜电位。离子通道的构成的改变,以及改变功能相同的行为,可以在细胞分裂导致中断,甚至可能影响细胞分化,从而将一个健康的细胞转变为细胞病变(致癌)。”

数字癌症细胞模型,研究小组选择了人类的肺腺癌A549细胞线的例子。的计算机模型模拟的有节奏的振荡膜电位在细胞周期之间的过渡阶段,使预测的膜电位的变化是由药物引起的选择离子通道的打开和关闭。“我们得到的信息有针对性的干预措施对癌细胞的影响,”费利克斯说。

“冻结”在增长或诱导癌细胞自杀

某些离子通道的活动也可以推动分工的病变细胞,从而促进肿瘤的生长。如果离子通道现在操纵目标的方式,和新的一样,有前途的代理和药物,细胞膜电压,因此整个电生理系统可以被跟踪,可以这么说。“这可以用来逮捕癌症细胞在细胞周期中的某些阶段,而且诱导细胞过早死亡(凋亡)。时可以“冻结”癌细胞增长或诱导他们自杀。

正是这样的机制,可以模拟模型的帮助下。”Baumgartner and his team see the first digital cancer cell model as the beginning of more comprehensive research. In order to increase the level of detail of the模型,计划进一步实验和测量验证,提交给奥地利科学基金FWF来融资。