Чи може математика допомогти знайти нові шляхи боротьби з хворобою Альцгеймера?
Читайте також:
Чим швидше, тим краще. Дослідники з’ясували як темп ходьби допомагає запобігти деменції Шантія Ярахмадіан, доцент кафедри математики та статистики Університету штату Міссісіпі, вивчає вплив таких металів, як мідь та цинк, на поведінку бета-амілоїду. Цей білок здатний склеюватися в токсичні скупчення та формувати бляшки, характерні для хвороби Альцгеймера.
Про це пишеScience Daily.
Математичне моделювання дає змогу вченим досліджувати заплутані біологічні взаємодії, описуючи їх за допомогою рівнянь і комп’ютерних симуляцій. Завдяки цьому дослідники можуть перевіряти вплив різних факторів на процес і прогнозувати розвиток подій при зміні певних умов.
Шантія Ярахмадіан пояснив силу математичного підходу для медицини. Вчений зазначив, що «кожне біологічне явище відбувається у фізичному світі, у просторі та часі, і пов’язане зі змінами форми, кількості та матерії. Завдяки абстрактній силі математика дозволяє знаходити закономірності, перевіряти гіпотези та робити прогнози,
які неможливо отримати лише шляхом спостережень. Математика не замінює лабораторні чи клінічні дослідження, вона доповнює їх, допомагаючи зрозуміти систему в цілому, визначити найважливіші механізми та спрямувати майбутні експерименти».
Такий підхід може бути особливо корисним для вивчення хвороби Альцгеймера, яка включає безліч паралельних біологічних процесів, складних для ізольованого лабораторного вивчення.
Аби розібратися в механізмі появи небезпечних утворень, Ярахмадіан створив математичну систему, яка відтворює хімічні реакції взаємодії заряджених іонів міді та цинку з білком бета-амілоїдом.
Молекули бета-амілоїду здатні склеюватися між собою в процесі агрегації. З часом ці скупчення перетворюються на бляшки, які вважаються головною патологічною ознакою хвороби Альцгеймера.
Модель детально оцінює, як електрично заряджені іони металів прискорюють накопичення білка. Також вона дозволяє вченим перевірити два потенційні терапевтичні підходи, покликані заблокувати процес цієї небезпечної агрегації.
Замість тривалих спроб виключно в лабораторії, дослідники можуть використовувати симуляції для аналізу реакцій та швидкого пошуку найперспективніших напрямків для практичної перевірки.
Математична модель має реальну цінність лише тоді, коли її прогнози точно відображають справжні експерименти. Для перевірки створеної системи Ярахмадіан разом із колегами зіставив результати комп’ютерних симуляцій із реальними лабораторними вимірюваннями, отриманими за допомогою атомно-силової мікроскопії.
Цей сучасний метод візуалізації використовує надтонкий зонд для вивчення мікроскопічних структур, дозволяючи детально спостерігати за крихітними скупченнями білків та інших органічних матеріалів.
Математична модель повністю відтворила закономірності, зафіксовані в експериментах. Цей збіг доводить, що система правильно схопила важливі особливості злипання білків бета-амілоїду за досліджуваних умов.
Отримані висновки підтверджують, що математичні симуляції здатні допомогти вченим розібратися в причинах утворення білкових згустків і знайти дієві способи вплинути на цей процес. Хоча робота ще не пропонує готових ліків, вона дає надійний компас для подальших лабораторних пошуків.
Читайте також:
Слід хвороби Альцгеймера. Британські нейробіологи відкрили в мозку мережу крихітних каналів
Правова інформація. Ця стаття містить загальні відомості довідкового характеру і не повинна розглядатися як альтернатива рекомендаціям лікаря. NV не несе відповідальності за будь-який діагноз, поставлений читачем на основі матеріалів сайту. NV також не несе відповідальності за зміст інших інтернет-ресурсів, посилання на які присутні в цій статті. Якщо вас турбує стан вашого здоров’я, зверніться до лікаря.
