New computazionale modello consente una migliore comprensione del AIDS Drug

Giugno 8, 2016 Admin Salute 0 2
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I ricercatori del Virginia Bioinformatics Institute al Virginia Tech hanno sviluppato un modello computazionale che permette agli scienziati di comprendere meglio il metabolismo e la tossicità della zidovudina HIV/AIDS droga (azidothymidine, AZT).

AZT è usato con successo come parte di Highly Active Anti-Retroviral Therapy (HAART) per controllare il livello del virus dell'immunodeficienza umana in individui affetti da HIV. Tuttavia, l'uso a lungo termine di AZT può portare ad effetti collaterali in alcuni pazienti. David Samuels e collaboratori sono interessati a scoprire se gli effetti collaterali tossici di AZT possono eventualmente essere ridotti al minimo o addirittura eliminati. A tal fine, essi hanno sviluppato un modello computazionale dettagliata che permette agli scienziati di simulare le reazioni biochimiche che avvengono quando AZT viene metabolizzato in cellule, compresa la loro mitocondri, in diverse condizioni metaboliche. Farmaci come AZT possono interferire con la replicazione del DNA nei mitocondri, le fabbriche di energia delle nostre cellule, e può portare a effetti indesiderati potenzialmente fatali nei pazienti sottoposti a trattamento HAART.

"HAART è una delle più grandi storie di successo della medicina moderna. L'obiettivo del nostro lavoro è quello di contribuire a migliorare il trattamento di successo attraverso la comprensione degli effetti tossici che l'AZT può avere in alcune persone. Ci sono molti modi diversi che l'AZT potrebbe interferire con i mitocondri a causare gli effetti collaterali tossici. Il nostro compito è quello di modellare questi meccanismi di tossicità proposti per vedere quali potrebbero effettivamente portare ai difetti mitocondriali presenti in pazienti affetti da AIDS ", ha detto il dottor Samuels, assistente professore presso Virginia Bioinformatics Institute. "E 'possibile che nessun meccanismo è responsabile per la tossicità, ma che è necessaria invece una combinazione di più effetti. Questo è il tipo di problema che ha bisogno di un approccio di biologia dei sistemi."




Quando AZT raggiunge una cella, è soggetta ad alcuni degli stessi modificazioni metaboliche o eventi di fosforilazione che si incontrano dai quattro deossinucleosidi naturalmente, i mattoni utilizzati per rendere DNA. Tuttavia, le molecole AZT modificati manca uno specifico gruppo chimico (un gruppo idrossile) che consentirebbe la replicazione del DNA per continuare. Ciò si traduce in cessazione anticipata della sintesi del DNA. Si pensa che la forma triphosphorylated di AZT può entrare nella matrice mitocondriale, il nucleo interno del mitocondrio, e interrompere la replicazione del DNA mitocondriale prematuramente chiude la sintesi del DNA.

"Stiamo solo iniziando il nostro lavoro. E 'troppo presto per dire quale sia il meccanismo di tossicità mitocondriale di AZT è. L'inibizione del metabolismo deossinucleoside è una possibilità. L'incorporazione di AZT nel DNA mitocondriale è un altro", ha aggiunto Samuels. "Il modello di calcolo dettagliato che abbiamo sviluppato dovrebbe permettere ai ricercatori di esplorare diverse ipotesi sul perché AZT può portare a effetti collaterali debilitanti in alcuni pazienti sottoposti a trattamento anti-retrovirale."

Questa ricerca è sostenuto dal National Institutes of Health di sovvenzione DK070533.

La Virginia Bioinformatics Institute (VBI) al Virginia Tech ha una piattaforma di ricerca centrata sulla comprensione del "triangolo della malattia" delle interazioni ospite-patogeno-ambiente nelle piante, gli esseri umani e altri animali. Incanalando con successo l'innovazione in approcci interdisciplinari che coniugano le tecnologie dell'informazione e della biologia, ricercatori presso VBI affrontano alcune delle principali sfide di oggi per le biomediche, scienze ambientali e vegetali.

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