Os processos biológicos que são a base de doenças tais como a artrite reumatóide e o cancro são ligados fundamental, e devem ser ligados em como são tratados com as drogas, uma série de estudos do MIT indicam.
Chave ao trabalho: Os pesquisadores aplicaram uma aproximação da engenharia à biologia celular, usando as ferramentas matemáticas e numéricas associadas normalmente com a disciplina anterior.
Em uma série de três papéis, o mais atrasado de que aparecido na introdução do 24 de março da Pilha, os Professores Douglas A. Lauffenburger, Peter K. Sorger e Michael B. Yaffe, todos os membros do Centro do MIT para a Investigação do Cancro, conduziram uma equipe dos cientistas e dos coordenadores na vista como as pilhas fazem decisões da vida-ou-morte. Compreender o que derruba uma pilha para a sobrevivência ou a morte é chave a tratar doenças e a lutar o cancro com a radiação, o farmacoterapia e a quimioterapia.
Os pesquisadores olharam o factor de necrose de tumor (TNF), uma substância produzida pelo sistema imunitário que promove a morte celular, e por duas hormonas prosurvival, o factor de crescimento epidérmico (EGF) e a insulina. TNF e EGF induzem a oposição prosurvival e os sinais do prodeath, e a “interferência” entre estes sinais não é boa compreendida. Os estudos do MIT fornecem a primeira imagem grande de como estes dois factores chaves interagem em tempo e em espaço.
Os estudos descobriram uma relação surpreendente entre as doenças inflamatórios e o cancro que podem mudar como estas doenças são tratadas no futuro.
Os Pesquisadores têm explorado maneiras de usar drogas na combinação para aumentar seu valor terapêutico em tumores de combate. Os resultados dos três estudos do MIT têm implicações para como duas classes de drogas que envolvem processos biológicos comuns da influência de TNF e de EGF no corpo.
As Drogas que inibem TNF são usadas para tratar doenças inflamatórios crônicas debilitando tais como a artrite reumatóide. Contudo TNF, que causa a inflamação, igualmente conduz à geração do EGF sinaliza esse jogo um papel em muitos cancros. (A droga de cancro da mama Herceptin, por exemplo, trabalha obstruindo sinais EGF-induzidos.) “TNF é supor para matar pilhas. É counterintuitive que promove simultaneamente a sobrevivência da pilha enviando um “autocrine” sinal de EGF a se,” disse Sorger, um professor da biologia e a cabeça do Centro do MIT para Processos de Decisão da Pilha. As mensagens de Autocrine EGF são análogas a enviar-se uma letra. No caso de TNF, as pilhas igualmente enviam para trás a resposta através de uma outra hormona, IL-1.
“Com o que nós compreendemos agora sobre as interacções entre estes dois factores, nós devemos apontar para aumentar o valor terapêutico destas drogas,” Sorger disse. “Há uma conexão molecular fundamental entre doenças tais como a artrite reumatóide e cancro. Suas cascatas da proteína são conectadas; um estimula o processo do outro.”
“Na revelação da droga, nós queremos identificar os cubos realmente importantes na rede que nós devemos visar e quando nós devemos os visar,” dissemos Yaffe, um professor adjunto da biologia e da engenharia biológica. “É chave figurar para fora o ponto o mais crítico no ciclo de pilha para que a droga intervenha. Este trabalho ajudará a realizar esse objetivo.”
Entre as pilhas que alinham os intestinos de uma pessoa com doença de entranhas inflamatório, dois acampamentos diferentes estão na guerra. TNF lança um ataque, matando muitas das pilhas de superfície epiteliais, quando EGF se esforçar para manter as pilhas vivas e se dividindo para reparar o dano.
Em cada pilha, os genes criam as proteínas, os blocos de apartamentos de vida. Além de realizar as funções de manter a pilha viva, algumas proteínas tais como TNF e EGF trabalham como os sinais, girando de ligar/desligar outros genes. Em um efeito da cascata, as proteínas destes genes podem afectar ainda mais genes. O Que é mais, uma única proteína comporta-se diferentemente em pontos diferentes a tempo: Uma proteína pode fazer uma coisa cedo após a estimulação e a algo mais mais tarde.
Os Pesquisadores querem poder prever como as pilhas responderão às mudanças moleculars minúsculas que spur as para se tornar, multiplicar ou morrer. Se os pesquisadores conheceram exactamente quanto de uma determinada proteína era necessário matar uma célula cancerosa e exactamente quando no ciclo de vida da pilha seria a maioria de letal, as drogas poderiam ser projectadas para destruir pilhas malignos ao deixar pilhas normais intactos, Yaffe disse.
Mas para muitas redes da pilha-decisão, não há simplesmente bastante informação sobre as proteínas e as reacções da sinalização para construir um modelo acreditável que permita que as previsões exactas fossem feitas. Pode você projectar um modelo eficaz sem medir cada dos dez dos milhares de proteínas em uma pilha?