Un modello al computer dei processi cellulari

Cellule identiche possono svolgere ruoli differenti

Un gruppo di biochimici dell'Università della California di San Diego ha sviluppato un software che aiuta a chiarire come è possibile che proteine identiche svolgano ruoli differenti in numerosi processi cellulari, per esempio in quelli che conducono alle risposte immunitarie e ai tumori.
Prima di questo studio, descritto in un articolo pubblicato sul numero del 16 settembre della rivista "Science", molti scienziati dubitavano che un approccio computazionale potesse riprodurre gli intricati meccanismi mediante i quali le cellule rispondono ai segnali esterni. Tuttavia i ricercatori sostengono che il loro modello prevede con precisione particolari comportamenti delle cellule viventi. Alexander Hoffman e colleghi ritengono inoltre che il modello abbia importanti applicazioni pratiche, come guidare la progettazione di trattamenti migliori contro il cancro e altre malattie legate a disfunzioni nella comunicazione cellulare.
"Il nostro approccio - spiega Hoffman - ha rivelato come gli stessi set di proteine producano risposte fisiologicamente differenti in risposta a segnali soltanto leggermente diversi.

Si tratta del primo passo verso lo sviluppo di farmaci che interferiscono con una delle funzioni patologiche delle proteine, lasciando intatte le funzioni sane. Per esempio, molti tipi di farmaci attualmente disponibili contro i tumori riducono notevolmente le funzioni immunitarie. I modelli al computer potrebbero rendere possibile progettare farmaci che non indeboliscono il sistema immunitario dei pazienti".
Il modello utilizza 70 equazioni per descrivere il comportamento di cinque proteine e tre molecole di RNA nella via di segnalazione "NF-kappaB", che regola geni coinvolti nei tumori, nell'infiammazione, nelle funzioni immunitarie e nella morte cellulare. Ciascuna equazione tiene conto di un parametro differente, per esempio quanto rapidamente viene sintetizzata o degradata una proteina. I ricercatori hanno scelto le proteine di NF-kappaB perché esistono molti studi precedenti da cui hanno potuto ricavare i dati dei parametri iniziali del modello. Durante lo sviluppo del programma, lo hanno ripetutamente testato e perfezionato confrontando le sue previsioni con i risultati di esperimenti su cellule viventi.

Fonte: (27/09/2005)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: computer, cellula

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