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I modelli elaborati dal calcolatore Di recente sviluppato possono simulare il ripristino del trapianto della cellula staminale

Gli Scienziati alla Virginia Commonwealth University hanno sviluppato i modelli elaborati dal calcolatore che possono simulare il ripristino del sistema immunitario in pazienti che subiscono i trapianti della cellula staminale. In due studi recenti, rinforzano il potenziale di per mezzo dell'ordinamento e del computer del DNA che modellano per predire quali destinatari del trapianto della cellula staminale potrebbero soffrire le complicazioni quale la malattia del trapianto contro l'ospite, una circostanza dove il sistema immunitario del donatore attacca l'organismo beneficiario. La configurazione di studi sopra ricerca priore dagli scienziati al Centro del Cancro di VCU Massey, al Centro di VCU per lo Studio su Complessità Biologica ed il Dipartimento di VCU di Psichiatria e di Genomica Statistica che ha trovato la prova che il sistema immunitario può essere modellato come sistema dinamico.

I sistemi Dinamici descrivono il fenomeno in cui le relazioni fra le variabili nel sistema determinano il suo stato futuro. Alcuni sistemi, quale un pendolo d'oscillazione su un orologio, possono avere relativamente poche variabili, rendenti i loro stati futuri equo facili predire. Altri sistemi, quale il tempo, richiedono i modelli di previsioni avanzati dovuto il grande numero di variabili che pregiudicano le loro circostanze presenti e future. La capacità “di prevedere„ il ripristino di sistema immunitario ha potuto potenzialmente permettere che medici personalizzino meglio la cura del post-trapianto per i risultati pazienti migliori.

Il primo studio, pubblicato nella Biologia del giornale di Sangue e di Trapianto del Midollo, ordinato il DNA di 34 paia del donatore-destinatario del trapianto della cellula staminale ed utilizzato le informazioni risultanti in un modello elaborato dal calcolatore avanzato per simulare come il repertorio A cellula T del destinatario recupererà il seguente trapianto. Il repertorio A cellula T è l'esercito delle celle di sistema immunitario chiamate celle di T che una persona sviluppa in risposta alla malattia e ad altri agenti patogeni nel loro ambiente.

“Questo studio è il primo per simulare la crescita del repertorio A cellula T dopo trapianto facendo uso delle variabili che non sono rappresentate nel donatore-destinatario tipico di HLA che corrisponde,„ dice il Amir Ahmed Toor, M.D., ematologo-oncologo nel Programma di Trapianto del Midollo Osseo E membro del programma di ricerca Inerente Allo Sviluppo di Terapeutica al Centro del Cancro di VCU Massey come pure professore associato nella Divisione dell'Ematologia, dell'Oncologia e della Cura Palliativa alla Scuola di Medicina di VCU. “Facendo Uso di più grande gruppo dei pazienti che negli studi precedenti, potevamo predire matematicamente le interazioni di queste variabili, che piombo alle simulazioni che sembrano essere molto simili allo sviluppo A cellula T clinicamente osservato del repertorio di post-trapianto.„

La prova Umana dell'antigene (HLA) del leucocita è il sistema monetario aureo corrente per i donatori ed i destinatari (SCT) di corrispondenza del trapianto della cellula staminale. Il HLA è un sistema dei geni responsabili della regolamentazione delle risposte immunitarie. Tuttavia, la ricerca precedente da Toor ed i suoi colleghi hanno scoperto le grandi variazioni fra gli antigeni secondari di istocompatibilità del donatore-destinatario (mHA) che potrebbero potenzialmente contribuire alle complicazioni del trapianto non rappresentate dalla prova di HLA. il mHA è frammenti della proteina presentati sulla superficie delle molecole che il HLA crea per regolamentare le risposte immunitarie.

I modelli utilizzati nelle simulazioni su elaboratore sono stati determinati dalle formule di crescita demografica sviluppate dagli studi di esperienza da Toor che ha scoperto i reticoli distinti del ripristino del linfocita nei destinatari di SCT. Matematica della matrice tipo per sviluppare le simulazioni, i ricercatori egualmente hanno osservato la concorrenza fra le celle di T come il repertorio A cellula T si sviluppa. Questa concorrenza piombo alle famiglie sicure delle celle di T che diventano dominanti e più numerose, che ammucchia fuori le famiglie A cellula T più deboli, inducendole a svilupparsi più successivamente ed in meno numeri.

“Stiamo tentando di rappresentare le molte variabili che potrebbero urtare lo sviluppo A cellula T del repertorio e, a sua volta, risultati pazienti,„ diciamo Toor. “Negli studi futuri, speriamo di esplorare l'impatto dell'espressione organo-specifica dell'antigene. La conoscenza acquisita da questa ricerca potrebbe potenzialmente permettere le previsioni più accurate di cui gli organi potrebbero essere più commoventi dalla malattia del trapianto contro l'ospite.„

Il secondo studio, pubblicato nel Giornale dell'Interfaccia della Società Reale, esamina l'ordinazione dei segmenti del DNA che compongono i luoghi di Recettore delle cellule t, che sono la parte del genoma responsabile del montaggio del repertorio A cellula T. In questo studio, fornisce ulteriore prova di un ordine matematico di fondo e presenta i rapporti trigonometrici che descrivono il posizionamento dei segmenti del DNA.

Toor egualmente suppone che le interazioni fra i due fili nella doppia elica del DNA possano influenzare l'ordine di segmento del gene basato sui beni Wave-meccanici inerenti alla struttura di DNA. Se vera, questa teoria ha implicazioni per la comprensione del genoma intero poichè potrebbe permettere che gli scienziati quantifichino l'espressione genica.

“Tipicamente, le posizioni dei segmenti del gene sono considerate come se siano state numeri su una linea retta,„ dice Toor. “Questo studio è unico in quanto abbiamo usato la trigonometria per rappresentare la natura a spirale di DNA.„

La ricerca di Toor è un matrimonio emozionante della natura, del per la matematica e della scienza fatti domanda per le sanità. Se riuscita, potesse piombo non solo alle pratiche migliori di trapianto della cellula staminale ma anche ad una comprensione molto maggior di come il nostro organismo monta le particelle elementari state necessarie per tenerci vivi.

Sorgente: Centro del Cancro di VCU Massey