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Base computacional do formulário de modelos para projectar o dispositivo para recrear a função do rim

Os pesquisadores da Faculdade de Medicina do monte Sinai e outras de duas instituições académicos receberam o financiamento federal para montar sistematicamente o tecido humano funcional do rim do tecido modelado em um computador. Se bem sucedido, pesquisa-que amarra junto diversas tecnologias emergentes que incluem o tecido virtual que modela e nanofabricação-pôde conduzir a uma maneira mais predizível para que os pesquisadores projectem o tecido fora do corpo e, conseqüentemente, seleccionem-no para drogas novas.

Para financiar o projecto, chamado integridade do tecido de Dinâmica Subjacente, os institutos de saúde nacionais (NIH) concederam uma de cinco anos, concessão de $6-million de seu programa transformativo dos projectos de investigação (T-R01). T-R01 é um programa novo projetado apoiar as iniciativas excepcionalmente inovativas da pesquisa os cujos anteciparam resultados têm um impacto principal em problemas largos, importantes na pesquisa biomedicável e/ou comportável. O total de T-R01 awardees-42 isto ano-recebe a parte de seu financiamento do acto americano da recuperação e do reinvestimento.

O líder para este projecto multi-principal do investigador, Ravi Iyengar, PhD, director do instituto experimental da terapêutica (ETI) na Faculdade de Medicina do monte Sinai, disse que a criação de um dispositivo para montar o tecido exigirá sua equipe resolver um problema que existisse desde que os patologistas começaram primeiramente a examinar pilhas humanas sob microscópios.

Os “patologistas caracterizam tipicamente a doença nos pacientes estudando a forma das pilhas e os tecidos, e seu diagnóstico foi sempre pela maior parte empírico,” disse o Dr. Iyengar, que é igualmente Dorothy H. e professor e cadeira de Lewis Rosenstiel, farmacologia e terapêutica dos sistemas, e o professor de ciências e do psiquiatria Oncological, Faculdade de Medicina do monte Sinai. “Ninguém sabe porque as formas da pilha mudam ou as regras por que os tecidos são organizados. Nós queremos começar obter um punho neste estudando o rim, e fazendo que exigirá a colaboração de diversas disciplinas diferentes.”

Os cientistas planeiam centrar-se sobre o podocyte, uma pilha especializada do rim que se sente na membrana do porão do órgão e se controle a filtragem de moléculas pequenas das proteínas. Uma ruptura nesta barreira da filtragem é uma causa principal da doença renal que ocorre frequentemente entre pacientes com diabetes, VIH, e hipertensão. Os afro-americanos com hipertensão são quatro vezes mais prováveis do que brancos com hipertensão desenvolver a doença renal, uma circunstância que actualmente não tenha nenhuma cura e possa eventualmente necessitar a diálise.

De acordo com o Dr. Iyengar, descobrir os princípios que são a base do conjunto do tecido, porque e os colegas planeiam fazer aqui, e tendo um método mais predizível para montar tecidos dentro de um dispositivo nanofabricated, teria o impacto clínico largo. A “falta de dispositivos projetados do tecido in vitro, ou a parte externa o corpo de pilha, são um impedimento grande em testar drogas novas,” disse. “Se esta experiência trabalha e nós temos uma metodologia para montar estes tecidos dentro dos dispositivos nanofabricated, este poderia transformar-se um muito útil selecionando a aproximação para a descoberta de drogas novas para a doença renal.”

“Os esforços da equipe do Dr. Iyengar para compreender melhor a função do rim a nível celular ajudarão à pesquisa da terapêutica,” disse Dennis S. Charney, DM, Anne e decano de Joel Ehrenkranz da Faculdade de Medicina do monte Sinai e do vice-presidente executivo para casos académicos no centro médico do monte Sinai. O “monte Sinai, cuja a infra-estrutura é projectada promover a pesquisa translational, é específico para projectos de investigação colaboradores tais como isto.”

Muita da pesquisa ocorrerá no ETI, no cubo do monte Sinai para desenvolver drogas e dispositivos novos com da integração de muitas facetas da pesquisa da terapêutica, e no centro financiado NIGMS New York da biologia de sistemas (SBCNY), que o Dr. Iyengar igualmente dirige e que é baseado igualmente no monte Sinai. Os pesquisadores de SBCNY estudam no sistemas ao nível as interacções moleculars dentro das pilhas e sua conexão à função fisiológico dos tecidos e dos órgãos.

O “Dr. Iyengar apreendeu em cima de uma capacidade extraordinária da oportunidade- para aproveitar a biologia de sistemas para facilitar a revelação de drogas novas e ferramentas diagnósticas,” disse Kenneth L. Davis, DM, presidente e director geral do centro médico do monte Sinai. “Seu trabalho tem o potencial criar um paradigma científico novo.”

Os outros investigador principais do monte Sinai incluem John Cijiang ele, DM, PhD, professor adjunto da medicina e a nefrologia e o professor adjunto da farmacologia e da terapêutica dos sistemas, e Susana Neves, PhD, companheiro pos-doctoral no departamento da farmacologia e terapêutica dos sistemas.

Outros dois investigador principais que compartilham na concessão e que emprestam sua experiência são James C. Pedra de afiar, PhD, da Universidade de Columbia, que projectará e fabrica dispositivos os micro ou da nanômetro-escala, e da Leslie M. Loew, o PhD, que abriu caminho a revelação de uma plataforma de modelagem computacional na universidade do centro de saúde de Connecticut chamado a pilha virtual. O Dr. Loew desenvolverá modelos computacionais de como as pilhas interagem dentro dos tecidos do rim.

Estes modelos computacionais, ou o tecido virtual, formarão a base para projetar o dispositivo para recrear a função do rim. A esperança é aprender as regras de organização do tecido porque a equipe refina o dispositivo com do teste dos modelos de computador e imagem lactente que o fluxo da pilha sinaliza dentro do tecido remontado do rato e das pilhas humanas.

Comentando na concessão, Francis S. Collins, DM, PhD, director do NIH, disse que o programa T-R01 “está pretendido apoiar a pesquisa que tem o potencial transformar a maneira que nós pensamos aproximadamente e conduz a ciência, assim que os receptores representam uma elite poucos com as ideias verdadeiramente corajosas. A competição para as concessões era feroz, e padrões muito altamente.”