虚拟组织技术揭示了新药目标在多囊肾疾病

使用虚拟组织技术,印第安纳大学的研究人员已经确定了潜在的新药目标对抗多囊肾疾病,没有有效的fda批准治疗一种疾病,每年在美国影响200000人。

这项研究发表在《华尔街日报》细胞的分子生物学。它显示错误的细胞粘在一起产生两种形式的肾囊肿。

这些囊肿会导致成年kidney-normally大小的拳头,体重不到一英镑增加到一个足球大小的重量20到30磅。目前,只有透析或肾移植可以推迟死亡的疾病。

“这是第一次研究显示实际的细胞行为引起的基因突变导致多囊肾脏疾病,一个重要的新的一步朝着治疗,”罗伯特·l·Bacallao博士说,印第安那大学医学院的医学副教授在印第安纳波利斯。

研究中使用的技术是由Biocomplexity研究所IU信息学和计算机学院的,由詹姆斯·a .装玻璃布卢明顿大学教授智能系统工程的部门。胡里奥Belmonte和雪莉·g·Clendenon Biocomplexity研究所是主要作者在纸上。

“没有多少医学研究人bob88体育平台登录员采用虚拟组织技术,“装玻璃的说。“大多数研究人员使用这些模拟基础科学的追求。这是非常令人兴奋的应用技术研究针对确定药物靶点来帮助人们患有特定疾病。”

开展这项研究,装玻璃的团队把数据从Bacallao医学研究开发一个虚拟nephron-the核心,管状kidney-usingbob88体育平台登录开源软件的功能单位。叫CompuCell3D,程序是由Maciej Biocomplexity研究所的斯瓦特,同时也是研究报告的合著者。引发的计算机模型模拟细胞活性PKD1突变和PKD2基因与多囊肾疾病。

模拟显示,两种类型的细胞的变化在这些肾元可以导致囊肿,有关细胞粘在一起。细胞能不能充分粘在一起,称为细胞粘附降低,或者他们也可以粘在一起通常但不回应在接触的正确方法,称为失去接触抑制。

从减少囊肿导致细胞粘附是蘑菇形的,茎和一顶帽子,由大量的囊肿。等失去接触抑制扩散的囊肿导致斑块肾元的墙壁,然后扣形成囊肿“混乱”。这两种类型的增长产生的视频中可以看到动画CompuCell3D软件。

布卢明顿大学运行仿真后,Bacallao证实了囊肿增长预测的虚拟囊肿在实验中使用真实的人体细胞培养从多囊肾患者IU医学院。

“计算机预测是绝对正确的,”Bacallao说,世卫组织估计,相同的实验,历时数周,需要10到20年在老鼠身上进行。

这项研究也是第一次确认的存在两种类型的囊肿在多囊肾疾病。以前唯一参考两种类型的囊肿出现在很大程度上被遗忘的多囊肾的解剖描述1972年,Bacallao说。

“现在我们知道,我们看到两种不同类型的囊肿,在两种不同的方式发展,我们将完善计算机模型来识别特定分子信号导致每种类型的囊肿,“装玻璃的说。“识别这种模式的行动是一个关键的一步找到一个药物治疗推迟或阻止囊肿发展。”