I ricercatori collaborano con i matematici; creare modelli per testare terapie
Le cellule staminali pluripotenti indotte dall’uomo (hiPSC), che possono essere differenziate in miociti cardiaci, sono utilizzate in un’ampia varietà di applicazioni come lo sviluppo di modelli di malattia specifici del paziente o la valutazione di nuovi composti terapeutici per il trattamento di alcuni malattie. L’integrazione di questi sistemi modello cellulare nei laboratori, come quelli del Masonic Medical Research Institute (MMRI), ha contribuito a rivoluzionare lo stato attuale e futuro degli sforzi di ricerca medica. Il dott. Jonathan Cordeiro, professore assistente di ricerca presso l’MMRI, utilizza hiPSC nel suo lavoro di elettrofisiologia dal 2012. In un manoscritto pubblicato di recente, il dott. Cordeiro ha utilizzato cardiomiociti hiPSC per studiare le aritmie cardiache o battiti cardiaci irregolari, creare un modello scientifico per comprendere i meccanismi di come si verificano queste anomalie. “Le iPSC sono un ottimo modello per studiare le malattie perché possono essere create in grandi quantità e sono specifiche per l’uomo. La loro introduzione alla ricerca biomedica è stata davvero un punto di svolta nel modo in cui facciamo scienza”, ha affermato il dott. Cordeiro.
Nell’ambito di un progetto per determinare l’efficacia e la sicurezza di nuovi composti farmaceutici sul cuore, il dott. Cordeiro ha collaborato con ricercatori della Norfolk State University (NSU) per differenziare queste cellule in cardiomiociti (cellule del cuore) e sviluppare strumenti matematici per valutare meglio le cellule risposta al trattamento farmacologico. Comprendendo come i farmaci alterano i canali ionici e i potenziali d’azione, scienziati come il Dr. Cordeiro possono determinare quali farmaci hanno la maggiore efficacia con gli effetti meno avversi. “Essenzialmente, stiamo usando la matematica per aiutare a migliorare i trattamenti per le malattie”, ha affermato il dott. Makarand Deo, professore associato presso il Dipartimento di ingegneria della NSU. Gli esperimenti si basano sulla precisione e sull’efficacia dei modelli scientifici in uso, pochissimi dei quali incorporano hiPSC. A causa di hiPSCs provenienti da cellule umane,
Il manoscritto è stato pubblicato online su Frontiers in Physiology il 16 giugno 2021. È un’estensione della precedente ricerca condotta con i collaboratori del Dipartimento della salute e dei servizi umani degli Stati Uniti. Altri autori includono Akwasi Akwaboah, Bright Tsevi e Pascal Yamlome del Dipartimento di Ingegneria della NSU e Maila Brucal-Hallare del Dipartimento di Matematica della NSU. Il documento, “An in silico hiPSC-Derived Cardiomyocyte Model Built with Genetic Algorithm”, è accessibile visitando frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2021.675867/full.
