I modelli al computer del cuore può aiutare a curare Cardiac Ills

Marzo 26, 2016 Admin Salute 0 1
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25 luglio 1997FOR IMMEDIATA RELEASECONTACT: Phil [email protected]

I modelli al computer del cuore può aiutare a curare i mali CARDIACO

Il cuore cane sullo schermo del computer di Raimond Winslow è beatingerratically.

La diagnosi è grave aritmia, activitythat elettrica anomala potrebbe uccidere il cane in pochi minuti. Winslow ha dato il cane thismalady manipolando i numeri che hanno creato il cuore - athree-dimensionale modello che esiste solo all'interno del computer.Now, cambia di nuovo un paio di numeri, questa volta per regolare themicroscopic cancelli o canali ionici che regolano le cellule incardiac eccitabilità elettrica . Pochi istanti dopo, il cuore batte in un lento, modo più regolare. Per questo organo animato al computer, "morte" non è imminente.

Cuori umani possono anche beneficiare di questo marriagebetween biologia high-tech e la tecnologia informatica, dice Winslow, professore anassociate di ingegneria biomedica all'Università JohnsHopkins. Utilizzando un modello di computer altamente dettagliato thatmimics il modo in cui un cuore lavora - fino a livello sub-cellulare - hestudies gravi disturbi cardiaci e matematicamente "test" thedrugs che li possa curare.

Inizia traducendo funzioni fisiologiche del cuore formule intonumeric, utilizzando gli ultimi dati raccolti da biologists.Then, facendo piccole modifiche nel modello, può vedere howcertain enzimi, proteine ​​e altre molecole rendere il cuore beatproperly - o in modo improprio.

Utilizzando questo modello, Winslow è alla ricerca di farmaci che couldprolong la vita di milioni di persone che soffrono di insufficienza congestiveheart. I suoi esperimenti hanno già dimostrato che certaindrugs utilizzati per controllare la pressione arteriosa alta potrebbe anche preventsudden morte cardiaca.

Winslow e il suo partner di ricerca chiave, Denis Noble, hanno formato accompagnarli, Physiome Sciences Inc., a perseguire commercialapplications di questo software e di mercato della droga porta discoveredby la squadra.

Noble, professore presso l'Università inglese di Oxford, developedthe primi modelli matematici di attività elettrica nel heartmore di 30 anni fa. Con la costruzione sul lavoro di Noble e creatingeven modelli informatici più elaborati, Winslow crede che la squadra isbreaking importante nuovo terreno. "Prima che il nostro progetto", dice, "nessuno aveva mai simulato aritmie elettrici in athree-dimensionale modello del cuore e poi utilizzato come avehicle per le azioni di droga test."

Negli ultimi mesi, Winslow ha discusso questa ricerca prima theinternational Unione di The Physiological Society a San Pietroburgo, Russia, e in una conferenza sulla computazionale Biologyof Cuore a San Diego. Il suo attuale modello replica una dogheart, che funziona molto simile a quello umano. Ma Winslow dice: "La metodologia funziona anche con altri organi andtissues."

Questa tecnica - l'utilizzo di modelli numerici per lo studio biologicalfunctions - risale ai primi anni 1950, quando due Britishscientists utilizzati calcolatrici-gomito mano greggio a venire equazioni withmathematical rappresentano l'attività elettrica del nervo di asquid. Oggi, anticipi su due fronti scientifici hanno madethis area di ricerca ancora più fruttuosa. In primo luogo, i biologi arecollecting informazioni molto più dettagliate su come le cellule, i geni andeven, interagiscono per determinare la salute di una persona. Al Sametime, la tecnologia informatica è molto più potente e accessibile, rendendo più facile per i ricercatori per compilare e manipolare thesecomplex risultati.

"C'è solo una esplosione di dati cellulari e molecolari su theproperties di tessuto cardiaco", spiega Winslow. "In un certo senso, themodels non hanno tenuto il passo con questa esplosione di dati, andthere è una reale necessità di creare sempre più biofisico detailedmodels di singole cellule cardiache che includono tutti thisinformation."

Con l'utilizzo di tali modelli computerizzati del cuore, Winslow, dice, le aziende farmaceutiche saranno in grado di drammaticamente narrowtheir ricerche per i farmaci salvavita - e salvare milioni ofdollars ora spesi per convenzionali metodi di prova ed errori. "Ifyou può dire di una società per la ricerca di un farmaco che ha un specificeffect su un particolare canale ionico," dice, "questo è importante, perché una volta che queste aziende sanno che tipo di farmaco per cercare, hanno la tecnologia di schermo più 10.000 composti Aday nel tentativo di trovare un tale farmaco. "

Questa tecnica potrebbe anche portare a scoperte che coinvolgono otherorgans. "I modelli sono strumenti per scoprire le funzioni ofbiological meccanismi", dice Winslow. "L'approccio può essere usedbeyond proprio cuore. Può essere applicato ad altre malattie, altri sistemi biologici. Stiamo usando il cuore come un firstexample, una sorta di punto di partenza."

Alcune delle simulazioni al computer di Winslow di attività elettrica Al cuore si possono trovare al seguente World Wide Web all'indirizzo: http://www.bme.jhu.edu/~rwinslow

Questa ricerca è sostenuta da sovvenzioni dal National Science Foundation e la Fondazione Whitaker.

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