Utilizzo di matematica per uccidere le cellule tumorali

Giugno 23, 2016 Admin Salute 0 0
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Ecco un buon motivo per prestare attenzione in classe di matematica. Oggi Nature Communications ha pubblicato un documento di ricercatori di Ottawa precisando come avanzate di modellizzazione matematica può essere utilizzato nella lotta contro il cancro. La tecnica prevede come i diversi trattamenti e modificazioni genetiche potrebbero consentire cancro-uccisione, virus oncolitici per superare le difese naturali che le cellule tumorali utilizzano per allontanare infezione virale.

"I virus oncolitici sono speciali, nel senso che si rivolgono specificamente le cellule tumorali", spiega il dottor Bell, uno scienziato senior presso l'Ottawa Hospital Research Institute e professore presso l'Università di Ottawa di Facoltà di Medicina. "Sfortunatamente, il cancro è una malattia molto complessa e diversificata, e alcuni virus funziona bene in alcune circostanze e non ben in altri. Di conseguenza, vi è stato un grande sforzo nel cercare di modificare i virus per renderli sicuri, in modo che non colpire i tessuti sani, eppure sono più efficienti per eliminare le cellule tumorali. "

Dr. Bell e co-autore Dr Mads Kaern, professore assistente presso la Facoltà di Medicina e Canada Research Chair di Ottawa a Ottawa Institute della University of Systems Biology, ha guidato un team che ha usato modelli matematici per elaborare strategie per rendere il cancro cellule squisitamente sensibili alle infezioni da virus - uccidendoli senza intaccare le cellule sane, normali.




"Utilizzando questi modelli matematici per prevedere come modifiche virali sarebbe in realtà un impatto le cellule tumorali e le cellule normali, siamo in grado di accelerare il ritmo della ricerca," dice il Dott Kaern, che è anche cross-nominato Dipartimento di Fisica dell'Università. "E ci permette di identificare rapidamente gli approcci più promettenti per essere testati in laboratorio, cosa che di solito è fatto attraverso costosi e tentativi ed errori richiede tempo."

DRS. Bell e Kaern hanno stabilito un modello matematico che descrive un ciclo di infezione, tra cui il modo in cui un virus replicato, diffusione e meccanismi di difesa cellulari attivati. Da lì, hanno usato la conoscenza delle differenze fisiologiche fondamentali tra cellule normali e cellule tumorali per individuare il modo di modificare il genoma del virus potrebbe contrastare le difese anti-virali di cellule tumorali. Simulazioni erano notevolmente accurata, con le modifiche virali identificati sradicare il cancro in modo efficiente in un modello murino della malattia.

"Quello che è notevole è quanto bene si potrebbe in realtà prevedere l'esito sperimentale basata su analisi computazionale," dice il dottor Bell. "Questo lavoro crea un quadro utile per lo sviluppo di simili tipi di modelli matematici per la lotta contro il cancro."

La ricerca, finanziata da una sovvenzione di innovazione dalla Canadian Cancer Society, è solo l'inizio, spiega il Dr. Kaern. "Abbiamo lavorato con un particolare tipo di cellule di cancro. Noi ora espandere che a guardare in altri tipi di cellule del cancro e vedere in che misura le previsioni che abbiamo fatto in un caso particolare possono essere generalizzati ad altri, e di individuare strategie per indirizzare altri tipi di cellule tumorali. "

I risultati possono anche aiutare i ricercatori a comprendere meglio l'interazione tra queste cellule tumorali e virus. Mentre un toccasana magico probabilmente mai accadere a causa della complessità del cancro, i ricercatori hanno sviluppato un quadro in cui si può imparare di più sulla malattia nei casi in cui le simulazioni non corrispondono.

"Dal mio punto di vista, che è la parte più interessante", ha concluso il dottor Kaern. "La cosa più affascinante è quello di sfidare le conoscenze esistenti rappresentato in un modello matematico e cercare di capire perché questi modelli a volte falliscono. E 'molto eccitante opportunità di essere parte di questo, e sono lieto che i nostri sforzi nella formazione di studenti in cella computazionale biologia hanno determinato un avanzamento così significativo. "

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