使用数学建模在对抗癌症

“溶瘤细胞的病毒是特殊的,他们专门针对癌细胞,”贝尔博士解释道,渥太华医院研究所的资深科学家和教授渥太华大学的医学院。“不幸的是,癌症是一个非常复杂和多样的疾病,和一些病毒在某些情况下,而不是在他人一道很好地工作。因此,有很多的努力在试图修改病毒让他们安全,所以他们不目标健康组织和更有效的消除癌细胞。”

贝尔博士和合作者马德斯Kaern博士,助理教授在渥太华大学的医学院和加拿大研究主席的渥太华大学系统生物学研究所领导的一个团队,利用数学模型来设计策略使得病毒感染肿瘤细胞敏感,杀死它们,而不影响正常的,健康的细胞。

“通过使用这些数学模型预测病毒的修改会影响癌细胞和正常细胞,我们能够加快研究的步伐,“Kaern博士说,他也是cross-appointed大学物理系。“这使我们能够快速识别最有前途的方法在实验室进行测试,通常是通过昂贵和耗时的试验和错误。”

Drs。贝尔和Kaern已经建立了一个数学模型,描述了一个感染周期,包括病毒的复制、传播和激活细胞的防御机制。从那里,他们用知识关键生理正常细胞和癌细胞之间的差异来确定修改病毒的基因组如何对抗癌症细胞的抗病毒防御。模型模拟是非常准确的,确定病毒修改有效根除癌症疾病的小鼠模型。

“引人注目的是我们如何可以预测实验结果计算分析的基础上,”Bell博士说。“这项工作创造了一个有用的框架,开发类似的数学模型在对抗癌症。”

这项研究由一个创新从加拿大癌症协会授予,仅仅是开始,Kaern博士解释道。“我们曾与一种特定的癌细胞。现在我们将扩大,看看其他癌症细胞类型和看到什么程度预测我们在一种特殊情况可以推广到其他人,和确定战略目标其他类型的癌细胞。”

研究结果还能帮助研究人员更好地理解这些癌细胞和病毒之间的互动。当一个神奇的灵丹妙药可能永远不会发生由于癌症的复杂性,研究人员开发了一个框架,在那里他们可以了解更多关于这种疾病的情况下,模拟不匹配。

“从我的角度来看,这是最有趣的部分,“Kaern博士总结道。“最吸引人的是挑战现有知识表示在一个数学模型,试图理解为什么这些模型有时失败。这是一个非常激动人心的机会的一部分,我很高兴我们的努力培养学生在计算细胞生物学已经导致了这样一个重大的进步。”