350 руб
Журнал «Технологии живых систем» №7 за 2009 г.
Статья в номере:
Математические технологии анализа кинетических факторов развития иммунных реакций
Ключевые слова: математические модели иммунные реакции вирусные инфекции системы с распределенными параметрами идентификация моделей
Авторы:
Геннадий Алексеевич Бочаров - доктор физ.-мат.наук, Институт вычислительной математики (Москва). Е-mail: bocharov@inm.ras.ru Валерий Александрович Черешнев - академик, директор Института иммунологии и физиологии УрО РАН (г. Екатеринбург). E-mail: chereshnev@duma.gov.ru Татьяна Борисовна Лузянина - канд.физ.-мат.наук, Институт математических проблем биологии (г. Пущино). E-mail: luzyanina@impb.psn.ru Егор Александрович Чиглинцев - студент, Новосибирский государственный университет (г. Новосибирск). E-mail: wanderwaltz@mail.ru Людевиг Буркхард - профессор, Институт иммунобиологии (Швейцария). E-mail: burk-hard.ludewig@kssg.ch
Аннотация:
Рассмотрены математические методы интегративного моделирования важнейших процессов, определяющих динамику вирусных инфекций, а также некоторые вычислительные технологии их анализа. Дается замкнутое описание ключевых аспектов построения содержательных моделей иммунных процессов и разработка методологии их применения для анализа механизмов патогенеза вирусных инфекций и кинетических параметров Т-клеточного деления. Показано, что медленная репликация нецитопатических вирусов в организме может являться патогенетическим фактором развития хронических инфекций за счет эффекта, известного как «ускользание» вирусов от иммунного контроля. По данным проточной цитофлуорометрии в форме распределений клеток по уровню флуоресцентного красителя CFSE были идентифицированы кинетические параметры (скорости деления и апоптоза), характеризующие пролиферативный статус Т-клеток. Показано, что среднее время деления клеток существенно зависит от количества завершенных митозов и уменьшается более чем в три раза после завершения двух начальных делений.
Страницы: 4-15
Список источников
  1. Цинкернагель Р.Основы иммунологии / пер. с нем. М.: Мир. 2008. 135 с.
  2. Doherty P.The numbers game for virus-specific CD8+ T cells //Science. 1998. V. 280. P. 227.
  3. Grossman Z., Paul W.Autoreactivity, dynamic tuning and selectivity // Curr. Opin. Immunol.2001. 13: 687-698.
  4. Lyons A.B., Doherty K.V.Flow cytometric analysis of cell division by dye dilution // Curr. Protoc. Cytom. 2004. Chapter 9: Unit 9.11.
  5. Никонова М.Ф., Ярилин А.А. Пролиферативный статус TH1- и TH2-клеток человека // Иммунология. 2006.Т. 27(4). С. 203-208.
  6. Бочаров Г.А., Лузянина Т.Б., Розе Д. Математические технологии анализа пролиферации Т-лимфоцитов по данным проточной цитофлуорометрии // Российский иммунологический журнал. 2009. Т. 3(12). № 1, С. 13-22.
  7. Бочаров Г.А., Марчук Г.И. Прикладные проблемы математического моделирования в иммунологии // ЖВМиМФ. 2000. Т. 40. № 12. С. 1905-1920.
  8. Luzyanina T., Roose D., Bocharov G.Distributed parameter identification for a label-structured cell population dynamics model using CFSE histogram time-series data // J. Math. Biol. 2009. V. 59(5). P. 581-603.
  9. Matlab URL: http://www.mathworks.com
  10. Чен К., Джиблин П., Ирвинг А.MATLAB в математических исследованиях. М.: Мир. 2001. 346 с.
  11. Shampine L. Solving hyperbolic PDEs in MAT LAB
    // Appl. Numer. Anal. Comput. Math. 2005. V. 2(3). P. 346-358.
  12. Venzon D.J., Moolgavkar S.H. A method for computing profile-likelihood-based confidence intervals // Appl. Stat. 1988. V. 37(1). P. 97-94.
  13. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. М.: Наука. 1991. 432 с.
  14. Xia X., Moog C.H. Identifiability of nonlinear systems with application to HIV/AIDS models // IEEE Transactions on automatic control. 2003. Т. 48. № 2. P. 330-336.
  15. Moskophidis D., Lecher F., Pircher H. Zinkernagel R.M. Virus persistence in acutely infected immunocompetent mice by exhaustion of antiviral cytotoxic effector T cells // Nature. 1993. V. 362. P. 758 - 761.
  16. Bocharov G.A. Modelling the dynamics of LCMV infection in mice: conventional and exhaustive CTL responses // J. theor. Biol. 1998. 192, 283-308.
  17. Bocharov G., Klenerman P., Ehl S. (2003): Modelling the dynamics of LCMV infection in mice: II. Compartmental structure and immunopathology // J. Theor. Biol. 2003.V. 221. P. 349-378
  18. Bocharov G., Ludewig B., Bertoletti A., Klenerman P., Junt T., Krebs P., Luzyanina T., Fraser C. and Anderson R.M.Underwhelming the Immune Response: Effect of Slow Virus Growth on CD8+-T-Lymphocyte Responses //J. Virology. 2004.78. 2247-2254
  19. Doherty P.C., Christensen J.P. Accessing complexity: The dynamics of virus-specific T cell responses // Annu Rev Immunol.2000. 18. 561-592.