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Base de cómputo de la forma de modelos para diseñar el dispositivo para reconstruir la función del riñón

Los investigadores de la Facultad de Medicina del monte Sinaí y de dos otras instituciones académicas han recibido el financiamiento federal para montar sistemáticamente el tejido humano funcional del riñón del tejido modelado en una computador. Si es acertado, investigación-que ata juntas varias tecnologías emergentes incluyendo el tejido virtual que modela y nanofabricación-pudo llevar a una manera más fiable para que los investigadores dirijan el tejido fuera de la carrocería y, por lo tanto, lo revisen para las nuevas drogas.

Para financiar el proyecto, llamado integridad del tejido de Dynamics Underlying, los institutos de la salud nacionales (NIH) concedieron un de cinco años, concesión de $6-million de su programa transformativo de los proyectos de investigación (T-R01). T-R01 es un nuevo programa diseñado para soportar las iniciativas excepcionalmente innovadoras de la investigación cuyo anticiparon resultados tienen un impacto importante en problemas amplios, importantes en la investigación biomédica y/o del comportamiento. El total de T-R01 awardees-42 esto año-recibe la parte de su financiamiento del acto americano de la recuperación y de la reinversión.

El líder para este proyecto multi-principal del investigador, Ravi Iyengar, doctorado, director del instituto experimental de la terapéutica (ETI) en la Facultad de Medicina del monte Sinaí, dijo que la creación de un dispositivo para montar el tejido requerirá a sus personas resolver un problema que ha existido desde que los patólogos primero comenzaron a examinar las células humanas bajo los microscopios.

Los “patólogos caracterizan típicamente enfermedad en pacientes estudiando la forma de células y los tejidos, y su diagnosis ha sido siempre en gran parte empírica,” dijo el Dr. Iyengar, que es también Dorothy H. y profesor y silla de Lewis Rosenstiel, farmacología y terapéutica de los sistemas, y al profesor de las ciencias y de la psiquiatría Oncological, Facultad de Medicina del monte Sinaí. “Nadie sabe porqué las formas de la célula cambian o las reglas por las cuales los tejidos son ordenados. Queremos comenzar a conseguir una maneta en esto estudiando el riñón, y haciendo que requerirá la colaboración de varias diversas disciplinas.”

Los científicos proyectan centrarse en el podocyte, una célula especializada del riñón que se siente en la membrana del sótano del órgano y controle la filtración de pequeñas moléculas de las proteínas. Una brecha en esta barrera de la filtración es una causa principal de la enfermedad de riñón que ocurre a menudo entre pacientes con diabetes, el VIH, y la hipertensión. Los afroamericanos con la hipertensión son cuatro veces más probables que blancos con la hipertensión desarrollar la enfermedad de riñón, una condición que no tenga ninguna vulcanización y pueda actualmente necesitar eventual diálisis.

Según el Dr. Iyengar, el descubrimiento de los principios que son la base del montaje del tejido, pues él y los colegas proyectan hacer aquí, y teniendo un método más fiable para montar tejidos dentro de un dispositivo nanofabricated, tendría impacto clínico amplio. La “falta de dispositivos dirigidos del tejido in vitro, o el exterior la carrocería de célula, es un impedimento grande en la prueba de las nuevas drogas,” él dijo. “Si este experimento trabaja y tenemos una metodología para montar estos tejidos dentro de los dispositivos nanofabricated, esto podría convertirse en un muy útil revisando la aproximación para el descubrimiento de las nuevas drogas para la enfermedad de riñón.”

“Los esfuerzos de las personas del Dr. Iyengar de entender mejor la función del riñón en el nivel celular ayudarán a la investigación de la terapéutica,” dijo a Dennis S. Charney, Doctor en Medicina, Anne y decano de Joel Ehrenkranz de la Facultad de Medicina del monte Sinaí y del vicepresidente ejecutivo para los asuntos académicos en el centro médico del monte Sinaí. El “monte Sinaí, cuya infraestructura se diseña para fomentar la investigación de translación, se hace a medida para los proyectos de investigación colaborativos tales como esto.”

Mucha de la investigación ocurrirá en el ETI, el cubo del monte Sinaí para desarrollar las nuevos drogas y dispositivos con la integración de muchas facetas de la investigación de la terapéutica, y el centro financiado NIGMS Nueva York de la biología de sistemas (SBCNY), que el Dr. Iyengar también dirige y que también se basa en el monte Sinaí. Los investigadores de SBCNY estudian en sistemas llano las acciones recíprocas moleculares dentro de las células y su conexión a la función fisiológica de tejidos y de órganos.

El “Dr. Iyengar ha cogido sobre una capacidad extraordinaria de la oportunidad- de aprovechar biología de sistemas para facilitar el revelado de nuevas drogas y las herramientas diagnósticas,” dijo a Kenneth L. Davis, Doctor en Medicina, Presidente y Director General del centro médico del monte Sinaí. “Su trabajo tiene el potencial de crear un nuevo paradigma científico.”

Los otros investigadores principales del monte Sinaí incluyen a Juan Cijiang él, Doctor en Medicina, doctorado, profesor adjunto del remedio y nefrología y profesor adjunto de la farmacología y de la terapéutica de los sistemas, y Susana Neves, doctorado, becario postdoctoral en el departamento de la farmacología y terapéutica de los sistemas.

Dos otros investigadores principales que comparten en la concesión y que prestan su experiencia son James C. Hone, doctorado, de la Universidad de Columbia, que diseñará y fabrica los dispositivos micros o de la nanómetro-escala, y de Leslie M. Loew, el doctorado, que promovió el revelado de una plataforma de modelado de cómputo en la universidad del centro de salud de Connecticut llamada la célula virtual. El Dr. Loew desarrollará modelos de cómputo de cómo las células obran recíprocamente dentro de tejidos del riñón.

Estos modelos de cómputo, o el tejido virtual, formarán la base para diseñar el dispositivo para reconstruir la función del riñón. La esperanza es aprender las reglas de organización del tejido pues las personas refinan el dispositivo con la prueba de los modelos de ordenador y proyección de imagen que el flujo de la célula hace señales dentro del tejido vuelto a montar del ratón y de las células humanas.

Comentando respecto a la concesión, Francisco S. Collins, Doctor en Medicina, doctorado, director del NIH, dijo que el programa T-R01 “está pensado para soportar la investigación que tiene el potencial de transformar la manera que pensamos alrededor y que conducto ciencia, así que los beneficiarios representan una élite pocos con ideas verdaderamente intrépidas. La competencia para las recompensas era feroz, y patrones muy arriba.”