Mathematisch könnte in der Lage, die Notwendigkeit invasiver Biopsien bei Patienten mit Nierenschäden an der Autoimmunerkrankung Lupus bezogen reduzieren.
In einer neuen Studie entwickelten die Forscher ein mathematisches Modell, das die Progression von Nierenentzündung voraussagen kann - Nieren Entzündung - In Verbindung mit interstitieller Fibrose, Narbenbildung in der Niere , die aktuellen Behandlungen nicht umkehren können . Eine Nierenbiopsie ist die einzige vorhandene Möglichkeit, eine endgültige Diagnose der Schäden und deren Umfang zu erreichen.
Das Modell kann auch verwendet werden, um die Wirksamkeit von experimentellen Behandlungen für Entzündung und Fibrose zu überwachen.
Diese Fibrose Entwicklung Lupusnephritis , die in etwa 60 Prozent der Lupus-Patienten auftritt, folgen , nach den National Institutes of Health . Eine Entzündung ist die häufigste Art von Lupus, genannt systemischer Lupus erythematodes verbunden . Die Ursache des Lupus ist nicht bekannt , und es kann nicht geheilt werden .
Die Forschung wird in der Online -Ausgabe Anfang der Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht .
Das mathematische Modell eine Reihe von Gleichungen, die für den Komplex entzündlichen Prozess , der von Nephritis Fibrose in geschädigten Nieren zu berücksichtigen. Wie geplant kann das Modell das Ausmaß der Nierenschäden erkennen und vorherzusagen, wie Entzündungsprozesse werden verschiedene Therapien reagieren.
"Die wichtigste Anwendung dieses Modells ist die Verbesserung der Gestaltung von klinischen Studien für neue Medikamente , um die Nieren zu behandeln , bevor sie Fibrose zu entwickeln", sagte führen Autor Avner Friedman, ein Distinguished Universitätsprofessor im Fachbereich Mathematik der Ohio State University . "Herstellen einer Dosis eines experimentelle Therapie ist der schwierigste Teil der Test neuer Medikamente. Das Modell könnte als Ausgangspunkt für eine wirksame Dosis zu geben. "
Besseres Management von Nierenschäden bei Lupus ist eine dringende medizinische Bedarf , weil Patienten mit mäßiger oder schwerer Fibrose sind eher zu chronischen oder im Endstadium einer Nierenerkrankung zu entwickeln , sagte Brad Rovin , Professor und Direktor der Abteilung für Nephrologie an Wexner Medical Center der Ohio State und ein Co- Autor des Papiers .
"Wenn ein Nieren bereits beschädigt ist , können wir nicht erwarten, in häufig zurück zu mehr Gewebe für mehrere Biopsien extrahieren ", Rovin sagte .
Modellierung von Mathematikern mit Know-how in der biomedizinischen Prozesse hat sich in den Gesundheitswissenschaften zunehmend an Bedeutung. Die Modellierung verringert die Notwendigkeit Vermutungen und zeitraubTierVersuchetraditionell erforderlich, da Forscher verfolgen Prävention, Diagnose und Behandlung von komplexen Krankheiten. Und in diesem Fall würde mathematische Modellierung einer invasiven diagnostischen Tests zu ersetzen.
Lupus ist eine Autoimmunerkrankung , dh das Immunsystem greift gesunde Zellen und Gewebe im Körper . Lupus befällt die Nieren, wo Immunzellen in Filteranlagen der Orgel zu akkumulieren. Dies löst eine out-of -control Entzündungsprozess , die schließlich führt zu Narbenbildung und Abbau von Strukturen, so genannte Tubuli , die gefilterte Flüssigkeit sammeln und in der Produktion von Urin beteiligt.
Eine weitere Validierung und Verfeinerung des Modells erforderlich ist, sagte Friedman, auch Gründungsdirektor des Mathematical Biosciences Institute (MBI ) an der Ohio State . Aber in dieser Studie , ein Vergleich mit menschlichen Patienten -Daten zeigten, dass das Niveau der Entzündungsproteineim Urin von Patienten mit einer leichten , mittelschweren oder schweren Fibrose abgestimmt Ebenen vom Modell vorhergesagt .
Das Modell ermöglicht es Wissenschaftlern , um die Narbenbildung Verletzungen simulieren und zu erkennen, wie der Schaden auf die Therapien, die spezifische Signalwege für Krankheiten gezielt zu reagieren - entweder den Entzündungsprozess oder die Narbenbildung selbst. Durch die Identifizierung von Schwachstellen im Prozess von der Entzündung zu Narbenbildung , könnte das Modell auch auf die Zellen und Proteine, die die vielversprechendsten Behandlungszielesein möchte darauf hinweisen , sagte Friedman.