Przewidywanie genu docelowego dla leku metodą in silico
Zrozumienie procesów biologicznych w zdrowym i chorym organizmie wymaga szczegółowego opracowania złożonych sieci sygnalizowania. Dlatego też, przed przystąpieniem do eksperymentalnego analizowania złożonych współzależności między różnymi cząsteczkami, wskazane jest posiadanie możliwości modelowania i przewidywania tego typu interakcji w wybranym układzie. Chcąc zająć się tą kwestią, naukowcy biorący udział w finansowanym przez UE projekcie "Potwierdzone modele dynamiczne złożonych ścieżek wewnątrzkomórkowych związanych ze śmiercią i przetrwaniem komórek" (VALAPODYN) opracowali podejście oparte na biologii systemowej do modelowania dynamiki sieci interakcji cząsteczkowych (MIN) związane ze śmiercią I przetrwaniem komórek nerwowych. W szczególności konsorcjum zainteresowało się przeprowadzeniem symulacji in silico w celu zidentyfikowania nowych potencjalnych genów docelowych dla leku przeznaczonego do leczenia zwyrodnienia układu nerwowego. aby stworzyć zintegrowaną bazę danych, partnerzy projektu zgromadzili wszelkie znaczące dane biologiczne I zbudowali sieć, która odzwierciedla modelowe procesy biologiczne. Do przeszkolenia modelu dynamicznego pod kątem selekcji celów terapeutycznych w różnych warunkach symulacji wykorzystano znane kaskady sygnałowe I nowe dane biologiczne. Model wygenerował wybór próbnych celów terapeutycznych, które następnie walidowano na poziomie biologicznym w wybranym układzie. by dowieść zasady, partnerzy projektu przetestowali model MIN na indukowanym zwyrodnieniu układu nerwowego w modelu myszy I przeprowadzili analizę RNA I białek w różnych segmentach mózgu. Następnie dane eksperymentalne wprowadzono do modelu MIN, który pozwolił na opisanie zachowania dużej sieci sygnalizowania obejmującej 521 cząsteczek (genów/białek) połączonych w wyniku 3069 bezpośrednich I zorientowanych interakcji.Podsumowując, oszacowano, że model MIN jest jednym z największych dynamicznych modeli sygnalizowania o wskaźniku relatywnego błędu na poziomie 16%. W ramach symulacji zwyrodnienia układu nerwowego zidentyfikowano trzy potencjalne cele terapeutyczne (BDNF, Vala09, Vala01) w oparciu o zdolność hamowania ich działania I potencjalnej możliwości pełnienia funkcji leczniczej. Innowacyjne modelowanie dynamiczne sieci cząsteczkowych według zespołu projektowego Valapodyn stanowi bezcenne narzędzie dla badaczy I obiecującą możliwość szczegółowego opracowania rozmaitych stanów chorobowych.
