Bilgisayar Modelli Kalp Hastalıkları
Bilgisayar Modelli Kalp Hastalıkları İyileşebilirmi?
Bazı kalp rahatsızlığı hastaları ani kalp krizi riski ile karşı karşıya kalırlar; bir aritmi-düzensiz bir kalp atışı-kalpteki normal elektriksel aktiviteyi kesintiye uğrattığında ve organın kan pompalamasını durdurmasına neden olduğunda ortaya çıkabilir. Bununla birlikte, ani kalp ölümüyle bağlantılı aritmiler çok seyrek görülürken, nasıl ortaya çıktıklarını ve bunların nasıl önlenebileceğini incelemek zordur.
Bu ölümcül bozukluğun nedenini tetikleyen şeyin keşfedilmesinin daha kolay olmasını sağlamak için ani kalp ölümünden önce kalpteki biyolojik aktiviteyi çoğaltan güçlü bir yeni bilgisayar modeli oluşturuldu .
Bu aritmilerle ilişkili en önemli kontrollü moleküler faktörleri tanımlama yolu. ”
Ölümcül kalp ritimlerini şekillendirmek için daha iyi tedavi yöntemleri geliştirebileceklerini söyledi. Winslow, “Doğru mekanizmaları hedef alan daha iyi ilaçlara yol açabilir” dedi. “Eğer bu özel hareketi bloke eden bir molekül bulabiliyorsanız, bunu yapmak, bir aritminin olasılığını önemli ölçüde azaltacaktır, oysa diğer manipülasyonlar nispeten önemsiz etkilere sahip olacaktır.”
Walker, meslektaşları ile aritmiyle hangi aktivitenin üç biyolojik seviyede bağlantılı olduğunu belirlemek için bilgisayar modelleri kullandığını söyledi: kalp dokusunda bir bütün olarak, bireysel kalp hücrelerinde ve iyon adı verilen küçük proteinler de dahil olmak üzere hücreleri oluşturan moleküller içinde Kalp içindeki kalsiyum hareketini kontrol eden kanallar.
Harvard Üniversitesi ve Massachusetts Institute of Technology’ye bağlı bir araştırma merkezi olan Broad Institute’da hesaplama biyolojisi yapan Walker, “Kalsiyum kalp hücresinin işleyişinde önemli bir oyuncu” dedi. “Kalp hücrelerinde kalsiyumun nasıl işlenebileceği hakkında ilginç sorular var.”
kalp hücrelerinin kalp hastalıklarında çok miktarda kalsiyuma sahip olması, bu aşırı kalsiyum aritmi tetikliyor mu?
Ekip, kalp hücrelerinin fazladan kalsiyumu atmasıyla tepki verdiğini keşfetti ve bunu yaparken bir elektrik sinyali üretti. Şans eseri, bu sinyallerden yeterince büyük sayıda aynı anda üretilirse, bir aritmi tetikleyebilir.
Walker, “Eğer bir odada bir grup insanın olup olmadığını düşünün ve hepsinin üzerinde duran zemin gücünü test etmek istiyorsunuz” dedi. “Çok güçlü bir zemin değil, bu yüzden üzerinde yeterince kuvvet varsa, kırılacaktır. Üç kişiden birinin havaya atladığını herkese söylüyorsun, hepsi yere düştü ve ne olduğunu anlamaya çalıştın. herkesin biraz farklı bir zamana atlayacağı göz önüne alındığında, zeminin kırılma olasılığı, insanlar farklı ağırlıklar tartacak ve farklı yüksekliklere atılabilecekler. Bunların hepsi rasgele değişkenler. ”
Benzer şekilde, Walker, ölümcül aritmi başlatmak için kalpte aynı anda yeterli miktarda kalsiyumla ilgili elektrik sinyalleri aynı anda boşalma ihtimalini belirlemeye çalışırken rastgele değişkenler bulunduğunu belirtti . Ani kalp ölümüne neden olan durumlar çok nadir olduğu için tahmin etmeleri çok zor olur.
“Olasılığın ne olduğunu bulmaya çalışıyorsunuz,” dedi Walker. “Bunu yapmanın zorluğu, olasılık bir milyonda bir ise, o zaman bu olasılığı tahmin etmek için on milyonlarca deneme yapmak zorunda kalıyoruz.” Bu çalışmada yaptığımız ilerlemelerden biri de, Bunu sadece bir avuç denemeyle yapmak. ”
Walker ve Winslow, halihazırda, yeni bilgisayar modelinin kalp hastalarının ani kalp krizi riski ile karşı karşıya kaldıklarını önceden tahmin edemediklerini belirtti . Ancak modeli, kalp araştırmasının hızını ve gen terapisi gibi ilgili ilaçların veya tedavilerin geliştirilmesini hızlandırması gerektiğini söylediler. Modelin ücretsiz açık kaynaklı yazılım olarak paylaşılacağını söylediler.