biyomedikal modellemelere giriş

8/7/2019 Biyomedikal Modellemelere Giriş

http://slidepdf.com/reader/full/biyomedikal-modellemelere-giris 1/75

Biyomedikal ModellemelereGiri

Doç. Dr. Ümit Zeybek



Kompleks kimyasal reaksiyonlar aydnlatarak,

biyoloji ve kimya arasnda bir köprü oluturur.

Biyoloji , yaam bilimi iken, canl organizmalarda

gerçekleen kimyasal süreçlerde bir hibrid zincir

oluumu söz konusudur.

Biyokimya , hayatn kimyasdr



Hayat olaylarnn moleküler bir açklamasn

yapan biyokimya, canl sistemlerde yer alan

hücrelerin son derece kark olan yaplarn

tanmlayan ve hücre içi maddelerin birbirleriyle olan

etkileimlerini inceleyen bir bilim daldr.

Kimyasal süreçlerdeki biyolojik formlar, rol alan

molekülleri ve fonksiyonlarn açklamak ister....



Dünya üzerinde, su (H2O) ve karbon (C) temellibir yaam formu süregelmektedir.

Azot (N) ve Fosfor (P) katlm ile canllarn elementselarln oluturan grup tamamlanmaktadr.

Çou hücrenin kitlesinin % 99¶undan fazlasnolutururlar.

Eser elementler ise insan vücudunun arlnn çokküçük bir fonksiyonunu olutururlar ve genellikleenzimlerin yer ald spesifik proteinlerin fonksiyonu içinesansiyeldirler.



Protein, karbohidrat, lipid, nükleik asit ve dier

biyomoleküllerin içinde yer ald hücresel bileikler biyokimyann çalma alann oluturur.

Biyomoleküllerin çeitlilii ise, ayn monomerlerin

tekrarlanabilirlilii veya farkl monomerlerin yer almafazlal ile ortaya çkmaktadr.



Enzim katalizli reaksiyonlarn kimyasnnaydnlatlmas,

Hücre metabolizmasnn ve endokrin sistemlerdegerçekleen mekanizmalarn çözümlenmesi,

Genetik kodlama elemanlarnn (DNA, RNA),proteinlerin, ürenin, ya asidinin, karbohidratlarnsentezi ve ykm gibi özellikli yolaklarntanmlanmas,



Antoine Lavoisier, mineral dünyasnn kimyasal basitliinedikkati çekerek onu bitki ve hayvan dünyasnn komplekslilii

ile karlatrm, canl organizmalarn besin maddelerinin

yaklmas ve s meydana getirilmesinde oksijen

kullandklarn göstermitir.

Bitki ve hayvan dünyasnda bileiklerin karbon, oksijen,

azot ve fosfordan zengin olduu bilgisini pekitirmitir.



Berthelot ve dier baz aratrclarn çalmalar ise

hayat olaylarnn fiziksel yönleriyle kimyasal yönleri

arasnda ilikiler kurulmasnda yararl olmutur.



1828 ylnda, Friedrich Wöhler, yolaklarda yer alan

organik bileikleri de belirterek üre sentez i ni

açklamtr. 1833¶de ilk enzim olan d iast az , Anselme Payen

tarafndan saptanmtr.

1903 ylnda ise bir Alman kimyac olan Carl

Neuber, biyokimya teriminin kimya camiasnda kabul

edilmesinde öncü olmutur.



20. yüzyl ortalarndan itibaren; kromatografi,

X-n kristalografisi, NMR, radyoizotopik iaretleme,

elektron mikroskopisi ve moleküler dinamiksimulasyonlar gibi yeni tekniklerin ortaya çk ile

biyokimya alannda ilerlemeler salanmtr.

Bu teknikler, bir çok molekülün detayl analizine veglikoliz, Krebs siklusu (sitrik asit siklusu) gibi hücrenin

metabolik yolaklarnn aydnlatlmasna önemli

katkda bulunmutur.



Kristallerin içinde bulunan molekülün statik resmini

verir.

Kristalize olabilen bir bileik için kristaller tarafndan

x-nlarnn krlmas büyük bir moleküldeki her atomun

pozisyonunun saptanmasnda kullanlabilir.

En küçük biyomoleküllerin (50 atomdan daha

küçük), yüzlerce proteinin ve nükleik asitlerin yaplar

bu araçla saptanmtr.

X - IINI KRSTALOGRAFS



C - C C = C

H OH H OH OH H OH H

HOOC 2 3 COOHHOOC 2 3 COOH 1 4 1 4

(2R,3R)- Tartarik Asit (2S,3S)- Tartarik asit(dextrarotator) (levorotator)

X n kristalografik çalmalar, 1951¶de tartarik asitinlevorotator ve dextrarotator formlarnn moleküler seviyedebirbirlerinin ayna imajlar olduunu dorulamtr

Her iki tipinde tartarik asitin bütün kimyasal özelliklerinesahip olduu fakat bir tipin polarize sola (levorotator )

dierinin ise saa (dextrarotator ) çevirdii gösterilmitir.



Konfigürasyon ve konformasyon biyomoleküler

yaplarn belirlenmesi ve tanmnn yaplmasnda

önemlidir.

Bir enzimin katalitik bölgesine substratn

balanmasnda, efektif katalizi salamak için iki molekül

birbiriyle yakn bir ekilde tamamlayc olmaldr.

Tamamlayclk hormon molekülünün hücre yüzeyindeki

reseptörüne balanmasnda veya antijenin spesifik

tannmas ve balanmasnda gereklidir.



Çekirdeklerin 4-900 MHz (75m -0,33m) aralndaki radyofrekans aralndaki elektromanyetik nlarnabsorpsiyonuyla dönme enerji seviyelerine uyarlmalarnn

ölçümüne dayanr.

Çok güçlü manyetik alanlar üreterek solusyondakibiyomoleküllerin üç boyutlu yaps hakknda bilgi salar.

Proteinlerin ve büyük moleküllerin yaplarnnbelirlenmesinde kullanlr.

Kovalent bileiklerin yaplarnn aydnlatlmasndakullanlr.

NÜKLEER MANYETK REZONANS (NMR)

SPEKTROSKOPS



Her bir çekirdek için ayr bir rezonansfrekansnn kullanlmas gereklidir.

Bu yüzden NMR spektrometreleri bir veyabirkaç çekirdein incelenmesi içintasarlanmtr.

Kimyada karlalan maddelerin çok büyükbir ksmnda hidrojen atomu bulunduundanyöntemin önce protonlar için incelenmesiuygun olur.

+



Protonun 1/2 olan spin deeri nedeniylemanyetik alan içinde tutulduunda iki spinenerji düzeyi oluur.

Uygun bir radyo dalgas fotonu ileetkiletiinde proton manyetik rezonansagireceinden, NMR yöntemiyle bir örnekte

hidrojen atomu olup olmadn anlamakve varsa ne kadar hidrojen atomuolduunu ölçmek mümkündür.



Pr oteinler , (suyla birlikte) hücrelerin en büyükfraksiyonunu oluturan uzun aminoasit polimerleridir.Ya katalitik aktiviteye sahiptirler ve enzimler gibifonksiyon görürler veya yapsal elementler, sinyalreseptörler veya hücrelerin içine/dna spesifikmaddeleri aktaran tayclar olarak ilev görürler.

Nü kleik asitler , DNA ve RNA nükleotid polimerleridir.Genetik bilgiyi depolar ve transmite eder. Ayrca bazRNA molekülleri makromoleküller komplekslerde yapsalrollere sahiptirler.



P olisakkar itler , glukoz gibi basit ekerlerinpolimerleridir ve iki ana fonksiyonlar vardr:

a) enerji veren yakt depolar olarak ve ekstrasellüler

yapsal elementler olarak,b) hücre yüzeyindeki proteinlere veya lipidlere

balanan daha ksa eker polimerleri (oligosakkaritler ),spesifik hücresel sinyaller olarak görev yapmak.

Lipidler , yal hidrokarbon derivatifleridir;membranlarn yapsal komponentleri, enerjiden zenginyakt depolar, pigmentler ve intrasellüler sinyaller olarakgörev yaparlar.



Proteinler, nükleotidler, polisakkaritler velipidler kondensasyon reaksiyonlaryla

sentezlenir.

Proteinler, 5.000-1 Milyon ( ) aralkta molekülarala sahiptirler.

Nükleik asitler ise birkaç milyara kadar moleküler arala sahiptir.



Özellikle memeli organizmalarnda gerçekleenmekanizmalarda ortaya çkan defektler, defektlerinsebep olduu yolak bozukluklar, bozukluklarn

onarlabilme durumlar, onarlamayan hasarlar sonucu gelien hastalklarn tespiti...

Çünkü hastalklarn meydana gelmesinde birden

fazla faktör rol almaktadr.

Bu faktörlerin hepsinin aydnlatlmas ile tan vetedaviye yönelik yararl bilgiler elde edilebilmektedir.



Hücre yaps ve fonksiyonu, membrantransportu ve kimyasal sinyaller....

Proteinler, enzimler, nükleik asitler gibimoleküllerin kimyasal ve fiziksel yaplarn veaktivite ile fonksiyon düzenlenimleriniaydnlatmak....



Ba doku ve kemik doku gibi yaplarnmolekülerden, mikroskopik seviyeye kadar olanözelliklerini ortaya koymak.

Hücre adezyonu, büyüme ve farkllamasnbelirlemek.

Biyolojik materyallerin görüntülenme,tanmlanma ve ölçümlenmeleri için teknikler kullanmak.



nsan sal ile ilgili iki genel deneysel uygulamatercih edilir:

a) nsan hastalk modellerine yaklaan modeller oluturarak insan veya primat hücreleri, dokular veorganlarn incelemek.

b) nsan salk problemleri ile ilgili olan ancakprimatlar veya insanlarn üzerinde çallmasuygun olmayan çeitli model sistemleri kullanmak.



Biyotp alannda kullanlan modellerin tamamlayclsayesinde, doal yaam, biyokimyasal ve genetikprensipler, evrim mekanizmas gibidurumlar anlamak

ve karlatrlmal bilgilere ulamak mümkün olur.

Özellikle 1990¶lardan itibaren The Committee on Newand Emerging Models in Biomedical and Behavioral

Research ve National Center for Research Resources(NCRR) kurumlarnn ön planda yer aldaratrmalarda bu tür modellemeler önemli derecedekullanlmtr.



Biyomedikal modeller, hem invivo (insanhastalklarnn hayvan modeli oluturmak için

hayvanlara uygulanmas) hem de invitro yöntemler kullanlarak yaplan insan hastalk ve biyolojisi ileilgili çalmalar kapsayan bir gruptur.

Özellikle National Research Council ve M od elsfor Biomed ical R esear ch (NRC 1985) tarafndançalmalar rapor edilmektedir.



Bu raporlarda biyomedikal ve davranaratrmalar için, yeni hayvan ve bilgisayar

modellerinin tanmlanmas ile teknik, kaynak,ekipman gibi alanlarda gelime ve ilerlemeler salanabildii belirtilmektedir.

Özellikle memeliler, memeli olmayan canllar, suvertebralar ve bilgisayar modelleme sistemleri ön

plandadr.



Örnein mürekkep balnn büyük aksonlar nörobiyolojikaratrmalar için en iyi modellerdendir.

Zira bu nöronlar açsndan biyokimyasal, biyofiziksel,fizyolojik ve anatomik bilgiler yaklak 40 yldr biriktirilmitir.

Ayrca istiridye, deniz kestanesi ve balklar ise özellikleyüksek dourganlk oranlar, ksa jenerasyon zamanlar,

transparan yumurtalar gibi özellikleri sayesinde geliimselbiyoloji çalmalarnda çok tercih edilmektedir.



"BMA, hayvan deneylerinin, hastalklarn daha

iyi anlalmas ve nasl tedavi edileceklerinin

bilinmesi için kaçnlmaz olduuna inanmakta,fakat, yararlanlabilecek alternatif metodlar

kullanmann gerekliliini de savunmaktadr. "

British Medical Association, 1993



DENEYSEL HAYVAN MODEL

Normal biyoloji ve davranlarn yan sra spontanya da indüklenmi bir patolojik durumun aratrlmasnaolanak salayan modellerdir.

Bir model en az bir biyolojik ilev yönünden insanya da dier hayvan türlerine benzerlik göstermelidir.



Hayvan modelleri biyomedikal aratrmalarnher alannda kullanlabilmektedir.

Özellikle son yüzylda tbbi bilgiler elde etmek vetedavileri gelitirmekte laboratuar hayvanlar ileçalmalar ön plana çkmaktadr.



Geçtiimiz 50 ylda pnömoni gibi enfeksiyözhastalklarn tedavisi ve korunmas için a ve

antibiyotik gelitirmede,yüksek tansiyon,ülser vediyabet gibi kronik hastalklarn tedavilerindekullanlan ilaçlarn bulunmasnda hayvan modellerikayda deer yararlar salamtr.



lacn metabolik özelliklerini veya doku ilehücreleraras dalmn gözleyerek doz iddetinisaptayabilmek açsndan,

Faz I tedavi çalmalarnda, hayvan modelleriilaç dozuna baml toksisiteyi belirlemek içinyararl olmaktadr.

Kaçnlmaz olarak, mevcut türler, tüm ihtiyaçlaracevap veremedii durumlarda özel aratrmalar için yeni deneysel model tasarmlar yaplmaktadr.



Bakteriler, doku kültürü çalmalar ve bilgisayar simülasyonlar, insan organizmasna yakn veya

benzer sonuçlara ulamada yetersiz kalabilirler,

Ancak,

Bilgisayar ve hücre kültürü uygulamalar ilehayvanlar üzerindeki aratrmalardan elde edilenveriler gelitirilebilir.



Bununla beraber metodlar, maalesef canlorganizmann dinamiklik ve karmakln tam

anlamyla yanstamamaktadr.

Hücre kültürü veya moleküler biyoloji teknikleri

çalmalarnda, uygulanan ajanlara kar

metabolizma cevabnda yaanlan eksiklikler

(dinamiklik ve karmaklk salanamaz)

bulunmaktadr.



Tam bir canl organizma yant alabilmek için

deney hayvanlarnn kullanld aratrmalaragereksinim duyulmaktadr.

Laboratuar hayvanlarnn yerine gerçekten tercih

edilebilecek bir uygulama henüzbulunmamaktadr.



Aratrmada deney hayvanlarn kullanmakhem veteriner tbb hem de insanlara yönelik tpiçin hayati önem tar.

Hayvan d modeller bilim adamlarn tatminedici sonuç almalarna çok olanak tanmaz.

Ve bir çok bilim adam sorularna yeterli cevapbulamazlar.



Hayvan çalmalarnn insanlara

uygulanma durumu

nsan ve hayvanlar arasnda birçok benzerlikler bulunmaktadr. Örnein:

F ar eler in immü n fonksiyonlar

Köpekler in kar diyovask ü ler fonksiyonlar

Geçtiimiz yüzyldaki tbbi gelimeler hayvan

aratrmalar ile beraber balamtr.Hayvan çalmalar insanlara uygulanan

tedavilerin beklenmeyen yan etkilerini ortayakoymada yardmc olmutur.



HAYVAN GÜVENL ?

Helsinki beyannamesinin de belirttii gibi, ar

ve stresin minimize edildii güvenlik, konfor ve enuygun bakm koullarnn deney hayvanlar içinsalanmas gerekmektedir.

Hayvanlar dikkatli ve özenli bir ekilde izlenmelive özellikle ar gibi durumlar elemine edilmelidir.



5R kuramn dikkate almak, yani, replacement, refinement, reduction, responsibility verehabilition

µ¶Önemlidir ¶¶µ¶Önemlidir ¶¶

Bu sayede , gereksiz zaman kayb, fazla saydahayvan tüketimi, madde ve ekipmann geliigüzel

kullanm, hayvanlarn rahatsz koullarda bulunmalar vear çekmeleri gibi olumsuzluklar önlenmi olur

Aratrc duyaca sorumlulukla hareket eder;µ¶Etik¶¶ .µ¶Etik¶¶ .

Deney Hayvanlar ile Çalrken!!!



DENEYSEL MODELLER

Farmakoloji ve Toksikoloji modelleri Fötal büyüme ve geliim modelleri Nefrolojik bozukluk modelleri Ksenotransplantasyon modelleri Sinirbilim modelleri Psikolojik bozukluk modelleri Mikoloji modelleri

skelet hastalklar modelleri Kanser aratrmalarnda modeller Az hastalklarnda modeller Diyabetik Modeller



HASTALIK MODELLER

ndüklenmindüklenmi(Deneysel)(Deneysel)H.ModelleriH.Modelleri

Spontan (Genetik)Spontan (Genetik)H.ModelleriH.Modelleri

Orphan (Olas)Orphan (Olas)H.ModelleriH.Modelleri

Negatif H.ModelleriNegatif H.Modelleri

Transgenik /Transgenik /KnockKnock--outoutH.ModelleriH.Modelleri



Amaç; deneysel olarak (cerrahi, kimyasal, viral vs)hayvanlarda oluturulan hastalklarn hedef organizmadagörülenlere benzemesidir. (STZ ya da EMC virüsü ilediyabet oluturma)

Fare ve sçan türlerinin biyolojik özellikleri genel olarakbenzerlik gösterirken insan hastalklar modeli olarak farklyantlar verebilmektedirler.

Örnein fareler ³schistosomiasis´ enfeksiyonu için iyi bir modeldir fakat sçanlar için ayn durumdan söz edilemez.

Bu modeller teorik olarak tür seçiminde avantaj salayantek modellerdir.

NDÜKLENM MODELLER



SPONTAN MODELLER

nsan hastalklarnn kendiliinden gelitii veinsanlardakine benzer patoloji ve semptomlarn ortaya

çkt hayvan modelleridir. Spontan hastalk modellerinin oluturulmasnda doal

olarak genetik varyantlardan ³mutantlar ́ yararlanlr.

Doal mutant formun en iyi örneklerinden biri ³Nude

Mouse´ soyudur. ³Heterotransplantasyon´³Snell¶s Dwarf mice ´ bir baka mutant soydur.

³fonksiyonel tükrük bezinden yoksun´



TRANSGENK MODELLER

Genomlarna yapay olarak yerletirilmi yabanc bir DNA içeren hayvanlar transgenik hastalk modeliolarak adlandrlrlar.

HLA-B27 Romatoid hastalklar (HLA-B27 ekspr.)

Ayn ekilde gen-hedefleme teknolojisi sonucundahücrelerde belirli bir genin susturulmas mümkünolabilmektedir. ³Knock-out ´ olarak bilinen bu modeller de bu kategoriye dahil edilirler.

³P53 KO mice´ Li-Fraumeni sendromu



NEGATF MODELLER

Spontan modellerin aksine baz hastalklarngelimedii modelleridir.

Negatif modellerde hayvan bilinen bir uyaryareaksiyon göstermez.

Genellikle fizyolojik bir olay aydnlatmada karlalan

zorluklar amak için kullanlrlar.

Örnein; tavanlar gonokok enfeksiyonu bakmndannegatif model olarak kullanlabilirler.



ORPHAN MODELLER

Öncelikle hayvanlarda tanmlanan sonra da insanlarda

benzeri tanmlanabilir amac ile çallan hastalk

modelleridir.

Daha sonra benzer bir hastalk insanlarda görülürsetan koyulabilmektedir.

Papillomatozis, Marek hastal ve koyunlarda visnavirüsü, Deli Dana hastl. vs örnek olarak verilebilir.



Aratrc deneysel deikenleri daha kolay kontrol altndatutabilmektedir.

Uygun model seçimi yönünden saysal avantajsalamaktadr.

Uygun model seçimi ile çalma daha ksa sürede ve dahaaz hayvan kullanlarak bitirilebildii gibi sonuçlar da çok dahaefektif olmaktadr.

Genetii bilinen bir model ile çalldnda önemli bir deikeni devre d brakabilmek mümkün olabilmektedir.

HAYVAN MODEL AVANTAJLARI



DORU MODEL SEÇM

Seçilecek hayvan tür ve soyu ile üretilen

laboratuar özellikleri ise iyi karar verilmesigereken dier önemli özellikleri oluturmakta«

Bununla ilgili güzel bir örnek olarak, vasküler

restenoz aratrmalarnda uygun bir hayvanmodelinin nasl olmas gerektii ile ilgili verilebilir.



Anjiyoplasti (damar geniletilmesi) sonras

restenoz (tekrar daralma) oluumu modelleri,domuz ve primat gibi büyük hayvanlar ile sçanve tavan gibi küçük hayvanlarda çalmaaçsndan önemli farkllklar göstermektedir.



Domuzda, anjiyotensin converting enzim (ACE) inhibitörü olan c ilazapr il ile ön tedavi

uygulanmas, iddetli veya lml balon hasarsonras karotid neointimalmiyoproliferasyonunun azalmasnda baarszolmutur.



Genetik aratrmalarn yaygnlamaya baladgünümüzde çeitli mutasyonlarla oluturulan transgen

hayvanlarn kullanld deneysel modellerin saysgiderek artmaktadr

Transgen modeller; tp, biyoloji ve veterinerlik alanlarndakullanldkça aratrmalar açsndan oldukça yeni olanak ve

ilerlemelere yol açmtr

TRANSGEN MODELLER



Seçilen modellerin (farelerin) biyoreaktör gibikullanm ± insan monoklonal antikorlarnnsentezi

Yap - fonksiyon ilikisi

nsan hastalklar ile ilgili modeller ± hücre

analizi ve patogenezin temelindeki moleküler mekanizmalar ile ilaç uygulamalar ve gentedavilerini test etme

Transgen Modeller KullanlarakYaplan Çalmalar



T r ansgenik hayvan ± genomuna yerletirilmi yabancgeni tayan model

K imer ik hayvan ± embriyonik kök (ES) hücrelerininmanipulasyonu ile deitirilen genleri tayan model, bazdokular alcnn blastosistlerinden oluurken; dierlerienjekte edilen embriyonik kök (ES) hücrelerinden meydanagelir

K noc kout hayvan ± genomuna homolog rekombinasyonile gen parças yerletirilmesi sonucunda elde edilen model

K noc k-in hayvan ± knockout modellere benzerlikgösterirler ve genelde nokta mutasyonu söz konusudur

Transgen Modellerin Çeitleri



TRANSGENK HAYVANLAR

³Bi r az ondan bi r az bundan m?´



Yoksa genetik bilimciler hayvanlar insanlara mdönütürmeye çalyorlar?



Transgenik Fare Üretimi

Kimerik



Kimerik

Model



Doan yavrular



Knockout Fare Nedir ?

Böyle bir fare mi?

Yoksa, Normal ekspresyona engel olacak kadar spesifik bir

endojen gen deiikliine uram fare mi,knockout¶tur«



Knockout farelerde çok özel genleri deitirmek

hedeflenir

DNA genomdaki tam yerine entegre olmaldr

Deien genlerin entegrasyonu embriyonik kökhücrelerinde meydana gelir

Knockout Fare ÜretimindeBaz Noktalar



Gen ürünlerinin etkisi, biyokimyasal kademeler vealternatif (tamamlayc) yollar aratrmak için

nsan hastalklarn hayvanlarda yeniden ortayakoyarak gen tedavisi veya ilaçlarn yararl etkilerinintest edildii modeller yaratmak için

Niçin Knockout Fare Üretilir ?



T ik K k M d ll



Transgenik

Genoma yabanc DNA eklenir

Knockout

Endojen DNA genomdan alnr veyabanc DNA genoma eklenir

Transgenik ve Knockout Modeller Aras Balca Farkllk



Akcier Xenograftlar; Tümör hücre süspansiyonu

endobroniyal, intratorasikveya intravenöz enjeksiyon ilehayvann organna uygulanr ve taze tümör dokusu cerrahiolarak implante edilir.

Mc Lemore ve ark., agregeedilmemi akcier dokusunuendobroniyal enjeksiyon ilenude farenin akcierinevererek, ilk olarak, ortotopikakcier kanser modelini ortayakoymutur.

Akcier karsinomu içerenhücre süspansiyonu

Akcier Karsinomal HücreSüspansiyonunun Enjeksiyonu

Hayvan Tümör Xenograft Kullanm



Hücre Kültürünün Tarihçesi

Yapay ortamda hayatta kalabilmeleri için gerekli unsurlarnçok hassas ve güç olmasna ramen birçok hücre tipininyaamasn salayan koullar yllardan beri bilinmektedir.

1878¶de Claude Bernard bir organizmadaki fizyolojiksistemlerin organizma öldükten sonra canl bir sistemdefonksiyonlarn sürdürebileceklerini öne sürmütür.

1885¶de Roux civciv embriyo hücrelerini bir saline kültürdemuhafaza edebilmitir.

1907¶de Harrison kurbaa sinir hücrelerini bir lenf phtsnda yetitirip, uzun haftalar boyunca i n vi tr o sinir lifi

ürediine tank olmutur.



Hücrelerle Neler Yaplabilir ?

Temel hücre biyolojisi, hastalk nedeni ajanla hücreler aras etkileim, yalanma ve beslenme ile ilgili süreç vetetiklenmeyi belirlemek için model sistemleri gelitirilebilir.

T oksisite deneyler i , yeni ilaçlarn etkilerini çalmak gibiilaç deneyleri yaplabilir.

Hastalk mekanizmalar gözlemlenebilir. Potansiyeltedaviler tasarlanabilir.



K anser ar at r malar: çeitli kimyasallarn, virüslerin veradyasyonun normal kültüre hücreleri kanserli hücreleredönütürme fonksiyonlar incelenebilir.

Rejenerasyon süreci gözlemlenebilir.

Bir hastalk sonras oluan hasar hücrelerin veya dokularnnasl onard gözlemlenebilir.

Geliim süreci gözlenebilir.

Virolojik olarak alar için kullanlacak virüsler gelitirilebilir.



Genetik mühendislii ile protein üretme, polio, kuduz,hepatit B ve kzama kar a gelitirmek için virüs

üretme çalmalar yaplabilir.

G en tedavisi : fonksiyonel bir geni olan hücreler fonksiyonsuz gen tayan hücrelerin yerine koyulabilirler.

Yüksek düzey entegre



Yüksek düzey entegrefizyolojik modeller

Washington Universitesi

Kardiyovaskuler/pulmoner akm

Devre modelleri kan akm,arteriyal ve venöz basnçlartanmlar

M ekanik havayolu

+ -

+ -

+ -- +

Dolam sistemi

Dört odal kalp modeli

Pulmoner sistem

Öl ül bili l l



Ölçülebilir elemanlkalp simülasyonlar

Biyomekaniksel, elektrofizyolojik ve biyokimyasalmodellerin kombine hesaplanmas

Simülasyonlar, 105-düümü,dual Opteron Dell Linux demetleri

kontrol eder Elde edilen salam veriler, yeni

algoritmler ve yüksek performanslbilgisayarlardan kombine yararlanlarakçabuklatrlabilir.

Ön hesaplama ve ara deerlendirmelerdenyararlanarak , 2 saat süresince kalp atmsalanan gerçee en yakn modeller gelitirilebilmektedir.

K aliforniya Üniversitesi

biyomedikal modellemelere giriş

Documents