Gesundheit
Multiskalen-Modellierung zeigt wichtige Ereignisse, die während der frühen atherosklerotischen plaque-Entwicklung

Eine neue Computer-Modellierung Technik, die darauf hindeuten könnte, wenn atherosklerotischen plaques wahrscheinlich, Durchlaufen schnelles Wachstum, Berichte eine Studie, veröffentlicht in PLOS Computational Biology.

Atherosklerose ist eine form der Gefäßerkrankungen können dazu führen, dass Herzinfarkte, Schlaganfälle und Gangrän durch verursachen die Verdickung der Arterie Wände und dann Verengung der Arterien sich auf plaque-Standorten. Jedes Jahr, Ruptur atherosklerotischer plaques und verursachen Tod von Millionen von Menschen weltweit. Während der patient Bildgebung ist auf dem Vormarsch und nun gibt Klinikern die Fähigkeit zu erkennen, das die geometrie und Zusammensetzung der Blutgefäße, und auch die Dynamik des Blutflusses in einer Arterie, die Fähigkeit, zu verarbeiten und zu interpretieren, sind solche Informationen noch fehlen.

Rita Bhui und Heather Hayenga an der University of Texas, Dallas, entwickelten ein drei-dimensional computational Ansatz angemessen zu erfassen und zu integrieren, von entscheidender Bedeutung Raum-Zeit-Ereignisse, um vorherzusagen weißen Blutkörperchen, die Bewegung von Blut in die Arterienwand, und die anschließende plaque-Entwicklung.

Die Forscher gekoppelt zwei computational modeling Techniken, agent-based modeling (ABM) und computational fluid dynamics (CFD) zur Simulation der komplexen Phänomene bei der Entzündung-induzierten atherosklerotischen Entwicklung. Dieser Ansatz ermöglicht einen erklärenden Einblick in das kollektive Verhalten der Agenten, d.h. der Zellen, befolgen einfache Regeln. Im Gegensatz zu früheren Modellen, die nur in Betracht ziehen, biochemische Prozesse oder konzentrieren sich auf einen bestimmten Prozess der Krankheit, deren Modell zeigt auf, wie mechanische Kräfte aus, die die Durchblutung beeinflussen, white blood cell migration in die Arterie Wand neben dem Einfluss der biochemischen Prozesse, die innerhalb der Arterie Wand.

Mit dem Modell können die Forscher entdeckten Neutrophilen, einer Art von weißen Blutkörperchen, sind die primären Zelltyp in der plaque auf zwei timepoints bei Arteriosklerose: 1) am Anfang und 2), wenn die plaque beginnt zu beschränken den Blutfluss. Außerdem, das Modell lässt sich günstig Hämodynamik plaque-Wachstum auftreten, in Schritten, anstatt Linear. Potenzial für praktische Anwendungen in der wissen, wie eine plaque wächst, und die wichtigsten Zelltypen innerhalb der plaque in verschiedenen Stadien des Wachstums, informieren konnten Kliniker bei der Auswahl der effektivsten Behandlung zu planen.

Mit Blick auf die Zukunft der Forschergruppe zielt auf die Erweiterung auf das Modell zu machen, mehr Patienten-spezifisch. „Eines Tages multiskalen-Modellierung von plaque-Entwicklung verwendet werden, für die individuelle Entscheidungsfindung, beispielsweise die Entscheidung, ob oder nicht, einen Patienten zu behandeln der Läsion. Es werden auch grundlegende in der Optimierung von design und interventionelle Ansätze, wie die Theorie, wie eine Arterie, reagieren auf einen pharmazeutischen Wirkstoff oder stent-design,“ Hayenga sagt.

Artikel: Ein agent-based model of leukocyte transendothelial migration während der atherogenesis, Rita Bhui, Heather N. Hayenga, PLOS Computational Biology, doi: 10.1371/journal.pcbi.1005523, veröffentlicht 25 Mai 2017.

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