Description du projet
Comprendre les mécanismes du développement des membres
De nombreuses personnes souffrent de pathologies ou de malformations congénitales affectant la fonction des articulations et des membres, ce qui perturbe gravement leur vie quotidienne. Il s’avère donc essentiel de découvrir les mécanismes sous-jacents de la fonction articulaire et de la formation des membres. Le projet COMPLIMB, financé par l’UE, a pour objectif de créer un modèle informatique révolutionnaire pour comprendre le développement des membres des vertébrés. Il étudiera en détail la façon dont des changements spécifiques affectent le développement des articulations et la croissance des membres. Ces observations seront ensuite intégrées dans un puissant modèle informatique. Ce modèle pourrait servir d’outil prédictif majeur pour mieux traiter les déformations articulaires et améliorer la détection des défauts congénitaux chez l’homme.
Objectif
Understanding the roles of motion and mechanotransduction in joint formation holds promise for the study and treatment of joint deformities in humans. Joint development has been widely studied in axolotls (Ambystoma mexicanum), as these animals regrow whole limbs throughout their life. Axolotl limbs are morphologically similar to human limbs and utilize the same biological rubrics as ontogenic growth. To draw from the therapeutic potential of these similarities, we propose to build a multi-scale multi-physics computational model for the prediction of vertebrate limb development. Our model will be based on in vivo data obtained using novel imaging techniques via NSF-funded experiments on axolotl limb growth, and will be utilised to determine the physical mechanisms of normal and pathological joint morphogenesis. To this end, in AIM 1 we will build a finite element model of growth at the tissue level to study how specific changes in limb motion regulate joint morphology. Next, in AIM 2 we will build a model of growth at the molecular level to determine how biochemical and biomechanical signalling pathways interact during normal and pathological joint development. Finally, in AIM 3 we will integrate both experimental and computational data from the different length scales into a single multi-scale mechano-biochemical model of vertebrate limb growth. A computational model that links the biomechanics and biochemistry of normal and pathological limb development at the subcellular, cellular and tissue scales is a powerful predictive tool. We envisage this tool will be utilised to optimise treatment therapies for joint deformities and better inform the preventive screening of congenital defects in humans.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF-GF - Global FellowshipsCoordinateur
08034 Barcelona
Espagne