Мастен черен дроб - болница за управление на масови явления
15.10.2015г -
Виртуалната чернодробна мрежа (VLN) работи от 2010 г. до март тази година като интердисциплинарна асоциация от ок. 70 експертни групи от цяла Германия.
Те се занимаваха с основните механизми и процеси в черния дроб. Крайната цел и в същото време най-голямото предизвикателство за изследователите беше да преобразуват данните си във виртуални математически модели. Основната цел беше да се картографират и свържат различните мащаби на пространствената и времева организация на процесите в черния дроб. „Тук имаме работа с огромни обхвати“, обяснява проф. Д-р. Ролф Гебхард, обща биохимия в Медицинския факултет на Университета в Лайпциг, един от водещите експериментални хепатолози в Германия.
„Например пространствената скала: Започва с субмолекулни и субклетъчни структури и завършва с целия черен дроб. Ако просто хвърлите тези размери в един модел, ще има масивни грешки в закръгляването, защото най-малките части от клетките почти не са математически значими за големия орган. В биологично отношение обаче те са много важни. Връзката беше един от най-важните подходи на VLN. ”Създадените компютърни модели имат функция за мащабиране, с която човек може да погледне от външната страна на черния дроб към клетките за секунди.
Мастният черен дроб - масово явление
За сложните процеси в черния дроб учените избраха три явления, които в крайна сметка успяха да превърнат в модел: регенерация на черния дроб след увреждане, причинено от порязвания, ролята на чернодробните клетки в защита срещу възпаление и накрая развитието на мастния черен дроб в рак на черния дроб, с които се занимаваше предимно Гебхард. Мастният черен дроб, известен като чернодробна стеатоза, представлява голямо натрупване на мазнини в черния дроб. Една четвърт от населението е засегнато. Стеатозата - обикновено доброкачествено явление - може да предизвика възпалителна реакция, която е много вероятно да доведе до цироза (патологична промяна в чернодробната тъкан) и след това до рак на черния дроб.
Идентифицирана е нова отправна точка
Целта беше да се прекъсне този процес, да се намери точка, в която да се намеси. Той го намери в така наречения таралеж за сигнализиране на таралеж, който контролира растежа на ембрионалните клетки. Както Гебхард и неговият екип откриха в контекста на VLN, сигналната пътека на таралежа също участва решаващо в регулирането на метаболизма. Когато сигналният път в черния дроб е прекъснат, ритъмът на клетъчните процеси се променя и се развива мастен черен дроб. „Това е зъбно колело, което свързва ритъма на клетъчна работа със стеатоза и метаболизъм“, обяснява Гебхард. „Това беше изненадващо откритие в нашето изследване, което не беше известно предварително. Тези открития отварят напълно нови врати. “След това резултатите трябва да бъдат допълнително обработени в клинични проучвания и прехвърлени на хора.
Виртуалната чернодробна мрежа
Виртуалната дробна мрежа е инициирана и финансирана от Федералното министерство на образованието и научните изследвания. Общият бюджет е малко над 45 милиона евро. В допълнение към работната група на Гебхард, бяха включени и работни групи от Института по медицинска физика и биофизика и Интердисциплинарния център по биоинформатика. Проектът приключи през март 2015 г. Предвиден е последващ проект, който да направи резултатите полезни за ежедневната клинична практика. Гебхард ще продължи да се занимава с резултатите от VLN за по-дълъг период от време и при пенсиониране, което започва през октомври, ще проучи още няколко въпроса.