Kræft systembiologi

Kræft Systembiologi omfatter anvendelsen af ​​systemer biologi tilgange til kræftforskning, for at studere sygdommen som et komplekst adaptivt system med nye egenskaber ved flere biologiske skalaer. Mere eksplicit, fordi kræft spænder over flere biologiske, rumlige og tidsmæssige skalaer, kommunikation og feedback-mekanismer på tværs af skalaer skaber et meget komplekst dynamisk system. Relationerne mellem skalaer er ikke let eller nødvendigvis direkte, og nogle gange bliver kombinatorisk, således at systemer tilgange er vigtigt at vurdere disse relationer kvantitativt og kvalitativt.

Kræft systembiologi vedtager derfor et holistisk syn på kræft sigter mod at integrere sine mange biologiske skalaer, herunder genetik, signalering netværk, epigenetik, cellulære adfærd, histologi kliniske manifestationer og epidemiologi. I sidste ende, cancer egenskaber på én skala, fx histologi, forklares ved egenskaber ved en skala nedenfor, fx celle adfærd. Ligeledes kan en højere skala, f.eks epidemiologi, kan gribe ind på et lavere omfang, f.eks genetik. Det grundlæggende koncept er, at der skal måles og tages i betragtning med henblik på fuldt ud at forstå ætiologi progression og dynamikken i kræft nedsivning af ejendomme på tværs af skalaer. Den systembiologi tilgang er stærkt afhængig de gode resultater fra årtiers reduktionisme, som har præciseret komponenter og mekanistiske principper for levende organismer, såvel som deres vigtigste ændringer i kræft, især på den genetiske / genomisk skala, til dyb detalje. Grundlæggende forskere og klinikere har gradvist anerkendt kompleksitet kræft og dens samspil med mikro- og makro-miljø, da at samle komponenterne til at give et sammenhængende billede af sygdommen har været udfordrende og hæmmet fremskridt. Kræft Systembiologi transcenderer den "reduktionistiske" tilgang til kræft, der typisk producerer sygdomsfremkaldende forklaringer fokuseret på et enkelt gen eller mutation, med lidt vægt på inter-skala relationer.

Kræft systembiologi fusionerer traditionelle grundforskning og klinisk kræftforskning med "eksakte" videnskaber, såsom anvendt matematik, teknik og fysik. Den indeholder et spektrum af "omik" teknologier og molekylær billeddannelse, at generere beregningsmæssige algoritmer og kvantitative modeller, der belyser mekanismer bag kræft-processen og forudsige respons på intervention.

Historie

Kræft systembiologi finder sine rødder i en række begivenheder og erkendelser i biomedicinsk forskning, såvel som i den teknologiske udvikling. Historisk kræft blev identificeret, forstået, og behandles som en monolitisk sygdom. Det blev set som en "fremmed" komponent, der voksede som en homogen masse, og skulle bedst behandles ved excision. Ud over den fortsatte effekt af kirurgisk indgreb, har denne forsimplede syn på kræft drastisk udviklet sig. Sideløbende med udnytter af molekylærbiologi, kræftforskning fokuseret på identifikation af kritiske onkogener eller tumorsuppressorgener i ætiologien af ​​cancer. Disse gennembrud revolutionerede vores forståelse af molekylære begivenheder kørsel kræft progression. Målrettet behandling kan betragtes som den nuværende højdepunktet af forskud opfostrede af sådanne indsigter.

På trods af disse fremskridt, fortsat mange uløste udfordringer, herunder mangel på nye behandlingsmetoder veje for mange cancertyper, eller de uforklarlige behandlingssvigt og uundgåelige tilbagefald i kræfttyper, hvor målrettet behandling findes. Sådanne misforhold mellem de kliniske resultater og de massive mængder data erhvervet af omics teknologi fremhæver, at der findes grundlæggende huller i vores viden om kræft fundamentals. Kræft Systembiologi er støt forbedre vores evne til at organisere information om kræft, med henblik på at udfylde disse huller. Vigtige udviklinger kan nævnes:

  • Den generation af omfattende molekylære datasæt
  • Cancer Genome Atlas dataindsamling
  • Beregningsmæssige algoritmer til at udtrække førere af kræft progression fra eksisterende datasæt
  • Statistisk og mekanistisk modellering af signalering netværk
  • Kvantitativ modellering af kræft evolutionære processer
  • Matematisk modellering af kræft celle befolkningstilvækst
  • Matematisk modellering af cellulære reaktioner på terapeutisk intervention
  • Matematisk modellering af kræft stofskifte

Denne praksis med Cancer Systembiologi kræver tæt fysisk integration mellem forskere med forskellig baggrund. Kritiske store indsats er også i gang med at uddanne en ny arbejdsstyrke flydende i både sprog biologi og anvendt matematik. På det translationel plan bør Cancer Systembiologi skabe præcision medicin ansøgning til kræftbehandling.

National finansiering indsats

I 2004 det amerikanske National Cancer Institute lanceret et program indsats Integrativ Cancer Systembiologi at etablere Centers for Cancer Systembiologi, der fokuserer på analysen af ​​kræft som et komplekst biologisk system. Integrationen af ​​eksperimentel biologi med matematisk modellering vil resultere i nye indsigter i biologi og nye tilgange til forvaltningen af ​​kræft. Programmet bringer kliniske og basale kræftforskere sammen med forskere fra matematik, fysik, teknik, informationsteknologi, billedbehandling videnskab og datalogi til at arbejde på optrevling grundlæggende spørgsmål i biologi kræft.

  0   0
Forrige artikel Arthur Auwers
Næste artikel Død Cafe

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha