Revolución en la biomedicina: nuevo software simula redes de señalización celular

In Ciencia y Tecnología
diciembre 19, 2024

Investigadores de la Universidad de California en San Diego han desarrollado un nuevo paquete de software denominado SMART (Spatial Modeling Algorithms for Reactions and Transport), que permite simular de manera realista las redes de señalización celular. Estas redes son sistemas complejos de interacciones moleculares que permiten a las células responder a diversos estímulos de su entorno.

Las redes de señalización celular abarcan numerosos pasos distintos y están profundamente influenciadas por las complejas formas tridimensionales de las células y los componentes subcelulares, lo que dificulta su simulación con las herramientas existentes. SMART surge como una solución a este desafío, lo que podría acelerar la investigación en campos de las ciencias de la vida, como la biología de sistemas, la farmacología y la ingeniería biomédica.

Avances en la simulación biológica

Los investigadores han probado con éxito el nuevo software en sistemas biológicos a diferentes escalas, abarcando desde la señalización celular en respuesta a señales adhesivas, hasta eventos de liberación de calcio en regiones subcelulares de neuronas y células del músculo cardíaco, así como la producción de ATP (la moneda energética de las células) dentro de una representación detallada de una única mitocondria.

Simulación creada con SMART que muestra la dinámica de liberación de calcio en células cardíacas, un proceso esencial para la contracción de los músculos del corazón. Crédito: Emmet Francis, Ph.D.

Al proporcionar una herramienta flexible, precisa y eficiente para modelar redes de señalización celular, SMART allana el camino para simulaciones más detalladas que podrían avanzar en nuestra comprensión del comportamiento celular y fomentar el desarrollo de nuevos tratamientos para enfermedades humanas.

El estudio que presenta esta innovación fue publicado en Nature Computational Science y estuvo liderado por Emmet Francis, Ph.D., un becario postdoctoral de la American Society for Engineering Education, bajo la supervisión de la profesora Padmini Rangamani, Ph.D., ambos afiliados a la Facultad de Medicina y la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de UC San Diego. La versión inicial de este software fue desarrollada por Justin Laughlin, Ph.D., un exestudiante de posgrado en el grupo de Rangamani.

SMART forma parte de una colaboración continua con un equipo de investigación liderado por Marie Rognes, Ph.D., en el Simula Research Laboratory de Oslo, Noruega.

Más información:
Nature Computational Science (2024). DOI: 10.1038/s43588-024-00745-x. www.nature.com/articles/s43588-024-00745-x

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