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Los modelos de ordenador Desarrollados recientemente pueden simular la recuperación del trasplante de la célula madre

Los Científicos en la Universidad de la Commonwealth de Virginia han desarrollado los modelos de ordenador que pueden simular la recuperación del sistema inmune en los pacientes que experimentan trasplantes de la célula madre. En dos estudios recientes, refuerzan el potencial de usar la secuencia y el ordenador de la DNA que modelan para predecir qué beneficiarios del trasplante de la célula madre pudieron sufrir complicaciones tales como injerto-comparado con-ordenador principal-enfermedad, una condición donde el sistema inmune del donante ataca al cuerpo de beneficiario. La estructura de los estudios sobre la investigación anterior de los científicos en el Centro del Cáncer de VCU Massey, el Centro de VCU para el Estudio de la Complejidad Biológica y el Departamento de VCU de la Psiquiatría y de la Genómica Estadística que encontró pruebas que el sistema inmune se puede modelar como sistema dinámico.

Los sistemas Dinámicos describen el fenómeno en el cual los lazos entre las variables en el sistema determinan su estado futuro. Algunos sistemas, tales como un péndulo que hace pivotar en un reloj, pueden tener relativamente pocas variables, haciendo sus estados futuros bastante fáciles predecir. Otros sistemas, tales como el tiempo, requieren los modelos de pronóstico avanzados debido al gran número de variables que afectan a sus condiciones presentes y futuras. La capacidad “de prever” la recuperación del sistema inmune podía potencialmente permitir que los doctores personalicen mejor el cuidado del poste-trasplante para los resultados pacientes mejorados.

El primer estudio, publicado en la Biología del gorrón de la Sangre y del Trasplante del Tuétano, ordenado la DNA de 34 pares del donante-beneficiario del trasplante de la célula madre y usado la información resultante en un modelo de ordenador avanzado para simular cómo el repertorio del Linfocito T del beneficiario recuperará el trasplante siguiente. El repertorio del Linfocito T es el ejército de células del sistema inmune llamadas las células de T que una persona desarrolla en respuesta a enfermedad y a otros patógeno en su ambiente.

“Este estudio es el primer para simular el incremento del repertorio del Linfocito T después del trasplante usando las variables que no se explican en el donante-beneficiario típico de HLA que corresponde con,” dice al Emir Ahmed Toor, M.D., hematólogo-oncólogo en el Programa del Trasplante de la Médula Y pieza del programa de investigación De Desarrollo de la Terapéutica en el Centro del Cáncer de VCU Massey así como profesor adjunto en la División de Hematología, de Oncología y de Cuidado Paliativo en la Facultad de Medicina de VCU. “Usando una cohorte más grande de pacientes que en estudios anteriores, podíamos predecir matemáticamente las acciones recíprocas de estas variables, que llevaron a las simulaciones que aparecen ser muy similares al revelado clínico observado del repertorio del Linfocito T del poste-trasplante.”

La prueba Humana del antígeno (HLA) del leucocito es el patrón oro actual para los donantes y los beneficiarios (SCT) del trasplante de la célula madre que corresponden con. El HLA es un sistema de genes responsables de regular inmunorespuestas. Sin Embargo, la investigación anterior por Toor y sus colegas destaparon variaciones grandes entre los antígenos de menor importancia de la histocompatibilidad del donante-beneficiario (mHA) que podrían potencialmente contribuir a las complicaciones del trasplante no explicadas por la prueba de HLA. el mHA es fragmentos de la proteína presentados en la superficie de las moléculas que el HLA crea para regular inmunorespuestas.

Los modelos usados en las simulaciones por ordenador fueron impulsados por las fórmulas de crecimiento demográfico desarrolladas de estudios del pasado por Toor que descubrió modelos distintos de la recuperación del linfocito en los beneficiarios de SCT. Usando las matemáticas de la matriz para desarrollar las simulaciones, los investigadores también observaron la competencia entre las células de T como el repertorio del Linfocito T se convierte. Esta competencia lleva a ciertas familias de células de T que llegan a ser dominantes y más numerosas, que aprieta fuera a familias más débiles del Linfocito T, haciéndolas convertirse más adelante y en menos números.

“Estamos tentativa explicar las muchas variables que podrían afectar el revelado del repertorio del Linfocito T y, a su vez, los resultados pacientes,” decimos Toor. “En los estudios futuros, esperamos explorar el impacto de la expresión órgano-específica del antígeno. El conocimiento ganado de esta investigación podría potencialmente permitir predicciones más exactas cuyo los órganos podrían ser los más afectados por injerto-comparado con-ordenador principal-enfermedad.”

El segundo estudio, publicado en el Gorrón del Interfaz de la Sociedad Real, examina ordenar de los segmentos de la DNA que componen los lugares geométricos del receptor del Linfocito T, que son la parte del genoma responsable de ensamblar el repertorio del Linfocito T. En este estudio, él proporciona otras pruebas de una orden matemática subyacente y presenta las relaciones de transformación trigonométricas que describen la colocación de los segmentos de la DNA.

Toor también presume que las acciones recíprocas entre los dos hilos en el doble hélice de la DNA pueden influenciar la orden del segmento del gen basada en las propiedades onda-mecánicas inherentes a la estructura de la DNA. Si es verdad, esta teoría tiene implicaciones para entender el genoma entero pues podría permitir que los científicos cuantifiquen la expresión génica.

“Típicamente, las ubicaciones de los segmentos del gen se consideran como si fueran números en una línea derecha,” dicen Toor. “Este estudio es único en que hemos utilizado la trigonometría para explicar la naturaleza espiral de la DNA.”

La investigación de Toor es un matrimonio emocionante de la naturaleza, de la matemáticas y de la ciencia solicitadas salud humana. Si es acertada, podría llevar no sólo a prácticas mejoradas del trasplante de la célula madre pero también a una comprensión mucho mayor de cómo nuestro cuerpo ensambla los bloques huecos necesarios para mantenernos activos.

Fuente: Centro del Cáncer de VCU Massey