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Un modelo computacional de la vía de la hemostasia secundaria en sistemas de reacción

Autores: Bendjeddou, Asma; Brodo, Linda; Falaschi, Moreno; Tiezzi, Elisa B. P.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un modelo computacional de la vía de la hemostasia secundaria en sistemas de reacción


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Bioquímico
Marco computacional
Reacciones
Entidades
Modelado
Hemostasia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los Sistemas de Reacción (RSs) son un marco computacional inspirado en mecanismos bioquímicos. Un RS define un conjunto finito de reacciones sobre un conjunto finito de entidades (moléculas, proteínas, etc.). A partir de un conjunto inicial de entidades (el estado inicial), se realiza una computación aplicando todas las reacciones a un estado para producir el siguiente estado, dando lugar a una secuencia de conjuntos de entidades. Los RSs han demostrado ser un marco computacional general cuya aplicación va desde la modelización de fenómenos biológicos hasta la química molecular y la informática. En este artículo, contribuimos a la investigación sobre la aplicación de RSs para modelar sistemas biológicos. Consideramos el problema de modelar la hemostasia, para la cual se han definido varios modelos, a partir de la década de 1960. Los modelos anteriores se basan en conjuntos de ecuaciones diferenciales ordinarias, mientras que desarrollamos un modelo discreto en RSs para las vías de la hemostasia secundaria. Luego, implementamos nuestro modelo en BioReSolve, un marco computacional para RSs que hemos definido previamente y que proporciona herramientas para la especificación y verificación de propiedades. Al usar las herramientas en BioReSolve, obtenemos observaciones importantes sobre el comportamiento del modelo para la hemostasia, y en particular, estudiamos el papel de tres inhibidores importantes, verificando que su presencia o ausencia conduce a fenómenos como la trombofilia, o la tromboembolia, o la coagulación excesiva, etc. También podemos estudiar computacionalmente las relaciones de causalidad entre las moléculas involucradas en las reacciones, mostrando qué entidades juegan un papel fundamental, contribuyendo así al diseño de medicamentos más efectivos y especializados. Nuestro trabajo puede ayudar a mostrar cómo modelar sistemas biológicos complejos en RSs y derivar propiedades computacionalmente y biológicamente relevantes de los sistemas.

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