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Base de calcul de forme de modèles pour concevoir le dispositif pour recréer le fonctionnement de rein

Les chercheurs de l'École de Médecine de mont Sinaï et de deux autres institutions académiques ont reçu le financement fédéral pour assembler systématiquement le tissu humain fonctionnel de rein du tissu modélisé sur un ordinateur. Si couronné de succès, recherche-qui attache ensemble plusieurs technologies émergentes comprenant le tissu virtuel modélisant et nanofabrication-a pu mener à une voie plus prévisible pour que les chercheurs conçoivent le tissu en dehors du fuselage et, par conséquent, de l'examinent pour les médicaments neufs.

Pour financer le projet, l'intégrité appelée de tissu de Dynamics Underlying, les instituts de la santé nationaux (NIH) a attribué un de cinq ans, concession de $6-million de son programme transformatif des projets de recherche (T-R01). T-R01 est un programme neuf conçu pour supporter les initiatives particulièrement novatrices de recherches dont ont anticipé des résultats ont un impact majeur sur des problèmes grands et importants dans la recherche biomédicale et/ou comportementale. Le total de T-R01 awardees-42 ceci année-reçoivent une partie de leur financement de la Loi américaine de guérison et de réinvestissement.

Le chef pour ce projet multi-principal de chercheur, Ravi Iyengar, PhD, directeur de l'institut expérimental de thérapeutique (ETI) à l'École de Médecine de mont Sinaï, a dit que la création d'un dispositif pour assembler le tissu exigera de son équipe de résoudre un problème qui a existé depuis que les pathologistes ont commencé la première fois à examiner des cellules humaines sous des microscopes.

Les « pathologistes caractérisent type la maladie dans les patients en étudiant la forme des cellules et les tissus, et leur diagnostic a toujours été en grande partie empirique, » a dit M. Iyengar, qui est également Dorothy H. et professeur et présidence de Lewis Rosenstiel, pharmacologie et thérapeutique de systèmes, et professeur des sciences et de la psychiatrie encologiques, École de Médecine de mont Sinaï. « Personne ne sait pourquoi les formes de cellules changent ou les règles par lesquelles des tissus sont dispensés. Nous voulons commencer à obtenir un traitement sur ceci en étudiant le rein, et en faisant qui exigera la collaboration de plusieurs différentes disciplines. »

Les scientifiques planification pour se concentrer sur le podocyte, une cellule spécialisée de rein qui s'assied sur la membrane basale de l'organe et règle la filtration des petites molécules des protéines. Une infraction dans ce barrage de filtration est une cause principale de la maladie rénale qui se produit souvent parmi des patients présentant le diabète, le VIH, et l'hypertension. Les Afros-Américains avec l'hypertension sont quatre fois que des zones blanches avec l'hypertension pour développer la maladie rénale, une condition qui actuel n'a aucun remède et peut éventuellement rendre nécessaire la dialyse.

Selon M. Iyengar, la découverte des principes étant à la base de l'ensemble de tissu, car lui et les collègues planification pour faire ici, et ayant une méthode plus prévisible pour assembler des tissus dans un dispositif nanofabricated, aurait le choc clinique grand. Le « manque de dispositifs conçus de tissu in vitro, ou l'extérieur le corps cellulaire, est une grande entrave en vérifiant les médicaments neufs, » il a dit. « Si cette expérience fonctionne et nous avons une méthodologie pour assembler ces tissus dans les dispositifs nanofabricated, ceci pourrait devenir très un utile examinant l'approche pour la découverte des médicaments neufs pour la maladie rénale. »

« Les efforts de l'équipe de M. Iyengar's pour comprendre mieux le fonctionnement de rein au niveau cellulaire faciliteront la recherche en matière de thérapeutique, » a dit Dennis S. Charney, DM, Anne et doyen de Joel Ehrenkranz d'École de Médecine et de vice président exécutif de mont Sinaï pour des affaires scolaires au centre médical de mont Sinaï. Le « mont Sinaï, dont l'infrastructure est conçue pour stimuler la recherche de translation, est fait sur mesure pour des projets de recherche de collaboration de ce type. »

Une grande partie de la recherche aura lieu à l'ETI, au moyeu du mont Sinaï pour développer les médicaments et les dispositifs neufs en intégrant beaucoup de facettes de la recherche en matière de thérapeutique, et au centre financé par NIGMS New York de biologie de systèmes (SBCNY), que M. Iyengar dirige également et qui est également basé au mont Sinaï. Les chercheurs de SBCNY étudient à l'des systèmes à niveau les interactions moléculaires dans des cellules et leur lien au fonctionnement physiologique des tissus et des organes.

« M. Iyengar a saisi sur une capacité extraordinaire d'opportunité-le d'armer la biologie de systèmes pour faciliter le développement des médicaments neufs et des outils de diagnostic, » a dit Kenneth L. Davis, DM, Président et Directeur Général du centre médical de mont Sinaï. « Son travail a le potentiel de produire un paradigme scientifique neuf. »

Les autres investigateurs principaux du mont Sinaï incluent John Cijiang lui, DM, PhD, professeur agrégé de médicament et néphrologie et professeur adjoint de la pharmacologie et de la thérapeutique de systèmes, et Susana Neves, PhD, boursier post-doctoral au service de pharmacologie et thérapeutique de systèmes.

Deux autres investigateurs principaux partageant dans la concession et prêtant leurs compétences sont James C. Hone, PhD, de l'Université de Columbia, qui concevra et fabrique les dispositifs micro ou de nanomètre-écaille, et de la Leslie M. Loew, le PhD, qui a frayé un chemin le développement d'une plate-forme de modélisation numérique à l'université du dispensaire du Connecticut appelée la cellule virtuelle. M. Loew développera les modèles de calcul de la façon dont les cellules agissent l'un sur l'autre dans des tissus de rein.

Ces modèles de calcul, ou tissu virtuel, formeront la base pour concevoir le dispositif pour recréer le fonctionnement de rein. L'espoir est d'apprendre les règles de l'organisme de tissu car l'équipe raffine le dispositif en vérifiant les types d'ordinateur et représentation que le flux de la cellule signale dans le tissu rassemblé de la souris et des cellules humaines.

Commentant sur la concession, Francis S. Collins, DM, PhD, directeur du NIH, a dit que le programme T-R01 « se destine pour supporter la recherche qui a le potentiel de transformer la voie que nous pensons environ et conduit la science, ainsi les bénéficiaires représentent une élite pe'avec des idées véritablement grasses. La concurrence pour les récompenses était féroce, et des normes très élevées. »