수학 모델은 심장 마비에 대한 약물 치료의 효능을 예측합니다

수학 모델은 심장 마비에 대한 약물 치료의 효능을 예측합니다
연구원들은 복잡한 상호 작용을 연결하기 위해 마우스 모델을 만듭니다.
날짜:
2022년 6월 17일
원천:
오하이오 주립대학교
요약:
연구자들은 심근경색증의 수학적 모델을 개발하기 위해 쥐를 사용했습니다. 새로운 모델은 언젠가는 심장마비를 치료하는 데 도움이 될 수 있는 몇 가지 유용한 신약 조합을 예측한다고 연구원들이 밝혔습니다.

연구자들은 쥐를 사용하여 심장마비로 널리 알려진 심근경색증의 수학적 모델을 개발했습니다.

새로운 모델은 언젠가는 심장마비를 치료하는 데 도움이 될 수 있는 몇 가지 유용한 신약 조합을 예측한다고 오하이오 주립 대학의 연구원들이 밝혔습니다.

일반적으로 관상 동맥 또는 심장에 혈액을 공급하는 혈관의 막힘으로 인해 이러한 심혈관 질환은 매년 800,000명 이상의 미국인이 경험하고 약 30%가 사망합니다. 그러나 생존한 사람들에게도 이러한 공격이 심장 근육에 가하는 손상은 영구적이며 심장의 영향을 받는 부위에 위험한 염증을 유발할 수 있습니다.

이러한 차단된 심장 통로로의 혈류를 회복시키는 치료에는 종종 수술과 약물 또는 재관류 요법이 포함됩니다. 연구의 주저자이자 오하이오 주립대의 생물의학 공학 박사후 연구원인 Nicolae Moise는 이번 연구가 수학적 알고리즘을 사용하여 공격의 여파로 많은 환자가 경험하는 잠재적인 치명적인 염증과 싸우는 데 사용되는 약물의 효능을 평가한다고 말했습니다.

Moise는 "생물학과 의학이 점점 더 수학적으로 변하기 시작했습니다. "데이터가 너무 많아서 일종의 프레임워크에 통합하기 시작해야 합니다." Moise는 동물 심장의 다른 수학적 모델에 대해 연구했지만 현재 논문에 자세히 설명된 프레임워크는 지금까지 만들어진 쥐의 심근경색증에 대한 가장 상세한 도식이라고 말했습니다.

이 연구는 Journal of Theoretical Biology에 게재되었습니다.

일련의 미분 방정식으로 표현되는 Moise의 팀이 만든 모델은 이전 동물 연구의 데이터를 사용하여 만들었습니다. 의학에서 미분 방정식은 종종 그래프 형태로 질병의 성장을 모니터링하는 데 사용됩니다.

그러나 이 연구는 감염과 싸우고 괴사(심장에 대한 독성 손상)와 싸우는 데 필수적인 세포인 근세포, 호중구 및 대식세포와 같은 특정 면역 세포가 한 달 동안 4가지 면역 조절 약물에 어떻게 반응하는지 모델을 선택했습니다. 이 약물은 면역 체계를 억제하여 손상된 심장 부분에 손상을 주는 염증을 많이 유발하지 않도록 설계되었습니다.

이 연구는 쥐를 치료한 지 한 시간 후에 약물의 효능에 초점을 맞췄습니다.

그들의 발견은 이러한 약물 억제제의 특정 조합이 다른 것보다 염증을 줄이는 데 더 효율적임을 보여주었습니다. Moise는 "의학에서 수학 및 방정식을 사용하여 이러한 시스템을 설명할 수 있습니다. "관찰하기만 하면 규칙과 규칙 사이의 일관된 이야기를 찾을 수 있습니다.

"우리가 우리 모델에서 조사하고 있는 치료법을 통해 최상의 의료 서비스를 제공하더라도 환자의 결과를 더 좋게 만들 수 있습니다."라고 그는 말했습니다.

사전에 건강 상태에 따라 심장마비에서 치유되는 데 6개월에서 8개월이 걸릴 수 있습니다. 처음 몇 주 동안 환자가 받는 치료의 질은 회복의 길을 얼마나 갈 것인지에 대한 분위기를 결정할 수 있습니다.

Moise의 시뮬레이션은 순전히 이론적인 것이기 때문에 곧 개선된 치료법으로 이어지지는 않을 것입니다. 그들의 작업이 다른 과학자들에게 자산이 되기 전에 더 정확한 마우스 데이터가 필요하지만 Moise는 이 모델을 심장병의 파괴에 맞서 싸우는 잠재적인 도구로 생각하고 있다고 말했습니다.

Moise는 "이러한 접근 방식을 실제 임상 작업에 실제로 통합하려면 몇 년이 걸릴 것"이라고 말했습니다. "하지만 우리가 하는 일은 그것을 향한 첫 번째 단계입니다."