Исследователи использовали мышей для разработки математической модели инфаркта миокарда, широко известного как сердечный приступ.

По словам исследователей из Университета штата Огайо, новая модель предсказывает несколько новых полезных комбинаций лекарств, которые однажды могут помочь в лечении сердечных приступов.

Как правило, вызванные закупоркой коронарных артерий или сосудов, которые снабжают кровью сердце, эти сердечно-сосудистые заболевания переживают более 800 000 американцев каждый год, и около 30% в конечном итоге умирают. Но даже у тех, кто выживает, повреждения, наносимые этими атаками сердечным мышцам, необратимы и могут привести к опасному воспалению в пораженных участках сердца.

Лечение для восстановления кровотока в этих заблокированных сердечных проходах часто включает хирургическое вмешательство и прием лекарств или так называемую реперфузионную терапию. Николае Мойзе, ведущий автор исследования и научный сотрудник в области биомедицинской инженерии в штате Огайо, сказал, что в исследовании используются математические алгоритмы для оценки эффективности лекарств, используемых для борьбы с потенциально смертельным воспалением, которое многие пациенты испытывают после приступа.

«Биология и медицина начинают становиться более математическими», — сказал Мойзе. «Там так много данных, что вам нужно начать интегрировать их в какую-то структуру». Хотя Моис работал над другими математическими моделями сердца животных, он сказал, что структура, подробно описанная в данной статье, является самой подробной схемой инфаркта миокарда у мышей из когда-либо созданных.

Исследование опубликовано в Журнале теоретической биологии.

Представленная серией дифференциальных уравнений модель, созданная командой Мойзе, была создана с использованием данных предыдущих исследований на животных. В медицине дифференциальные уравнения часто используются для наблюдения за ростом заболеваний в виде графика.

Но в этом исследовании было выбрано моделирование того, как определенные иммунные клетки , такие как миоциты, нейтрофилы и макрофаги — клетки, необходимые для борьбы с инфекцией и борьбы с некрозом (токсическим поражением сердца), — реагируют на четыре различных иммуномодулирующих препарата в течение одного месяца. Эти препараты предназначены для подавления иммунной системы , чтобы она не вызывала сильного воспаления в поврежденных частях сердца.

Это исследование было сосредоточено на эффективности препаратов через час после лечения мышей.

Их результаты показали, что определенные комбинации этих ингибиторов лекарств более эффективно уменьшают воспаление, чем другие. «В медицине для описания этих систем можно использовать математику и уравнения», — сказал Мойзе. «Вам просто нужно наблюдать, и вы найдете между ними правила и связную историю.

«С помощью методов лечения, которые мы изучаем в нашей модели, мы можем улучшить результаты лечения пациентов даже при самом лучшем доступном медицинском обслуживании», — сказал он.

В зависимости от состояния здоровья, человеку может потребоваться от шести до восьми месяцев, чтобы вылечиться от сердечного приступа . Качество ухода, которое пациенты получают в эти первые несколько недель, может задать тон тому, насколько долгим будет их путь к выздоровлению.

Поскольку симуляция Мойза носит чисто теоретический характер, в ближайшее время она не приведет к улучшению методов лечения. Необходимы более точные данные о мышах, прежде чем их работа сможет стать ценной для других ученых, но Мойс сказал, что видит в модели потенциальный инструмент в борьбе с разрушительными последствиями сердечных заболеваний.

«Пройдет несколько лет, прежде чем мы сможем интегрировать такой подход в реальную клиническую работу», — сказал Мойзе. «Но то, что мы делаем, — это первый шаг к этому».