Вычислительные модели предсказывают известные биомаркеры наследственных метаболических заболеваний.

Мы все уникальны. Наше здоровье определяется присущими нам генетическими различиями в сочетании с нашим образом жизни и окружающей средой, в которой мы живем.

Эта уникальная идентичность означает, что подход «один размер для всех» больше не считается лучшим способом управления нашим индивидуальным здоровьем. Существует потребность в новых «персонализированных» подходах к более эффективному управлению нашим здоровьем и целевым методам лечения для достижения оптимальных результатов для здоровья.

Объединив и проанализировав информацию о нашем геноме, с другой клинической и диагностической информацией, могут быть выявлены закономерности, которые могут помочь определить наш индивидуальный риск развития болезни, выявлять болезнь раньше и определять наиболее эффективные меры, которые помогут улучшить здоровье, будь то лекарства, выбор образа жизни, или даже простые изменения в диете.

Исследователи, под руководством профессора Инес Тиле, главный исследователь Исследовательского центра APC Microbiome Ireland SFI, который базируется в Национальном университете Ирландии, Голуэй, разработали вычислительные модели всего тела - Харви и Харветта.

Эти виртуальные люди представляют собой метаболизм всего тела, физиология диета и микробиом кишечника. Эти новые модели успешно предсказывают известные биомаркеры наследственных метаболических заболеваний и позволяют исследовать потенциальные метаболические взаимодействия между людьми и микробиомами их кишечника на личном уровне.

Точность, или индивидуально, медицина требует реалистичности, механистические вычислительные модели, отражающие сложность человека, представляющую физиологию каждого человека, диетические привычки, метаболизм и микробиомы. Молекулярная биология дала глубокое понимание «списка частей» человеческих клеток, но по-прежнему сложно интегрировать эти части в виртуальное целое человеческое тело.

В рамках проекта Virtual Human Physiome были созданы всеобъемлющие вычислительные модели анатомии и физиологии человеческих органов, но они еще не связаны с процессами на молекулярном уровне и лежащими в их основе сетями генов. белки, и биохимические реакции.

Команда профессора Тиле взялась за эту задачу и разработала первую модель для всего тела, с учетом пола, компьютерные модели человеческого метаболизма с органным разрешением, которые механически связывают анатомию и физиологию с метаболическими процессами на молекулярном уровне. Их исследование опубликовано сегодня в престижном журнале Molecular Systems Biology.

Харви и Харветта - виртуальные мужские и женские метаболические модели человека, соответственно, построено на основе литературы и данных о метаболизме человека, анатомия и физиология, а также биохимия, метаболомные и протеомные данные.

Они анатомически взаимосвязаны как метаболические модели всего тела, в составе более 80, 000 биохимических реакций распределяются по 26 органам и 6 типам клеток крови. Кроме того, они могут быть расширены, чтобы включить микробный метаболизм кишечника. Эти уникальные модели позволяют создавать персонализированные метаболические модели всего тела с учетом физиологических, индивидуальных особенностей человека. геномный биохимические и микробиомные данные.

Модель метаболизма всего тела

Создание персонализированных метаболических моделей для всего тела - это междисциплинарная работа. Разработка моделей метаболизма для всего тела потребовала разработки новых алгоритмов и программного обеспечения для моделирования многомерных биохимических сетей на основе ограничений.

<цитата>

Модель всего тела создается, начиная с набора анатомически взаимосвязанных общих реконструкций метаболизма человека. "

Ронан Флеминг, Соавтор исследования и доцент, Лейденский академический центр исследований лекарственных средств, Лейденский университет

«Эта черновая модель имела более 300 тысяч размеров, который затем был сокращен примерно до 80 тысяч органо-специфических реакций с использованием эффективных алгоритмов и высокопроизводительных вычислительных средств ».

«Харви и Харветта откроют новую эру в исследованиях причинно-следственных связей между хозяином и микробиомом и значительно ускорят разработку целевых стратегий диетического и микробного вмешательства», - сказала профессор Инес Тиле. кто ведет исследование.

"Эти модели могут ускорить понимание путей, участвующих в развитии и прогрессировании заболеваний, специфичных для пола. Кроме того, благодаря возможности персонализировать метаболические модели всего тела с помощью клинических, физиологический, и данные omics, они представляют собой значительный шаг к индивидуализированному, прогнозное моделирование диетических и лекарственных вмешательств и токсичности лекарств, которая лежит в основе точной медицины ".

• Новые сведения о том, как парентеральные масляные эмульсии предотвращают заболевание печени у недоношенных …
• Исследователи обнаружили связь между аномалией кровеносных сосудов головного мозга, связанной с инсультом, …