Tu Graz membuka jalan baru dalam penelitian kanker paru -paru dengan kembar sel digital
Model komputer yang ditingkatkan sekarang membantu memberikan wawasan baru tentang pertumbuhan sel kanker dan bagaimana hal itu dapat dihentikan. Model sel digital mewakili langkah lain menuju pengobatan kanker individual.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Christian Baumgartner dari Institute of Health Care Engineering di Graz University of Technology (TU GRAZ) telah mengembangkan kembar digital yang sangat rinci dari garis sel kanker paru -paru A549. Kembar dibangun di atas proses bioelektrik dan dinamika kalsium di interior sel dengan cara baru yang inovatif. Kalsium adalah komponen vital dalam kelangsungan hidup sel biologis. Namun, jika konsentrasi kalsium dalam sel terlalu tinggi, ini dapat menyebabkan kematian sel – yang membuat elemen menjadi faktor yang menarik dalam pengobatan kanker. Dibuat di bawah proyek Diglungcancer, model sel dibangun pada model sebelumnya dari tahun 2021 – dianggap sebagai model ion digital pertama di dunia dari garis sel adenokarsinoma paru A549 manusia. Model yang ditingkatkan akan membuka jalan bagi penelitian tentang cara-cara di mana arus kalsium dan tegangan listrik pada membran sel mempengaruhi pertumbuhan sel kanker. Meskipun sel -sel ini tidak dapat diaktifkan dalam pengertian neurofisiologis konvensional, mereka menunjukkan aktivitas listrik. Model digital memberikan penggambaran fungsional bioelektrik yang paling rinci dalam sel kanker hingga saat ini. Tujuan jangka panjangnya adalah untuk mengidentifikasi target baru untuk obat-obatan dan strategi perawatan yang dipersonalisasi dengan komputer.
Wawasan tentang kontrol siklus sel
“Salah satu kemajuan signifikan dalam model sel kami yang ditingkatkan adalah simulasi terperinci dari distribusi kalsium intraseluler,” komentar Christian Baumgartner. “Untuk pertama kalinya, kami dapat memasukkan area kecil, atau mikrodomain, di mana kalsium menumpuk dan di mana jaringan sel interior dekat dengan membran sel. Di daerah -daerah ini, apa yang kami sebut sebagai kalsium yang diaktifkan oleh kalsium yang diaktifkan oleh kalsium. Proses dalam sel kanker dengan presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya, termasuk penyimpanan kalsium, mekanisme transportasi, kapasitas buffer, dan efek dari penyebaran kalsium yang terlokalisasi di dalam sel. ”
Pada intinya, kembar sel digital terdiri dari ratusan persamaan matematika yang bergabung untuk membentuk simulasi komputer. Sel digital terperinci ini memungkinkan para peneliti untuk menjalankan tes yang didukung komputer pada dampak obat pada perilaku sel. Misalnya, dimungkinkan untuk memprediksi efek zat yang mempengaruhi distribusi kalsium atau fungsi saluran ion di daerah tertentu. Pada gilirannya, ini memungkinkan pengujian asumsi tentang pertumbuhan sel atau potensi kematian sel; Jika hasilnya relevan, mereka kemudian dapat diuji di laboratorium. Sel digital juga memungkinkan untuk memeriksa kombinasi kompleks perubahan fungsi saluran ion – mereplikasi mereka dalam kehidupan nyata di laboratorium akan sulit dan sangat memakan waktu. Para peneliti telah menunjukkan bahwa menghambat saluran CRAC tertentu dapat mengubah dinamika kalsium lokal dan mempengaruhi aktivitas jalur sinyal pengatur kalsium lainnya. Ini dapat mengakibatkan gangguan siklus sel atau memicu mekanisme kematian sel.
Langkah selanjutnya: komunikasi antara beberapa sel
Sejauh ini, model ini hanya mencakup sel tunggal, yang berarti bahwa beberapa mekanisme penting belum dapat diwakili, seperti komunikasi antara sel -sel dalam kelompok, perkembangan tumor, penyebaran sel kanker (metastasis) dan pembentukan pembuluh darah baru pada tumor (vaskularisasi). Fase berikutnya dari proyek penelitian akan bergerak ke arah ini. Dalam jangka panjang, temuan ini berpotensi mendukung adaptasi terhadap garis sel tertentu atau data pasien untuk keperluan penelitian dan pengobatan kanker yang dipersonalisasi. Menurut para peneliti, metodologi ini juga dapat diterapkan pada bentuk kanker lainnya, termasuk kanker payudara dan kanker prostat.
