LiSyM
Systemmedizin der Leber
Die modellgestützte Vorhersage des Verlaufes einer Lebererkrankung und eine individuell optimierte Therapieempfehlung durch Computersimulation wären gewaltige klinische Fortschritte. Der Forschungsverbund "Systemmedizin der Leber" (LiSyM für Liver Systems Medicine) stellt sich dieser Herausforderung. Unter starker Beteiligung klinischer Partner arbeitet LiSyM auf das Ziel hin, die Schlüsselprozesse für Lebererkrankungen zu identifizieren und daraus personalisierte Multiskalen-Modelle abzuleiten. Diese interdisziplinäre Aufgabe soll mit Methoden der Systembiologie bearbeitet werden, einem Forschungsgebiet, auf dem das ZIH bereits seit vielen Jahren erfolgreich aktiv ist.
Konkret ist das ZIH an LiSyM mit einem Teilprojekt zur Modellierung der wesentlichen Signalwege bei der Entstehung der nichtalkoholischen Fettleber befasst. Eine besondere Bedeutung kommt dabei den dreidimensionalen räumlichen Veränderungen in Folge der fortschreitenden Fetteinlagerung in Leberzellen zu. Wir nutzen dabei die besonderen Möglichkeiten unserer Software Morpheus (siehe Publikationsliste) zur Modellierung und Simulation mehrskaliger biologischer Prozesse. Als erstes Beispiel zeigt die Abbildung ein simuliertes Gallenkanalnetzwerk innerhalb der Leber, wofür neben einem mechanistischen Modell der Leberzellstrukturierung auch die aus Mikroskopiedaten segmentierte dreidimensionale Geometrie mehrerer hundert Leberzellen und Blutgefäße direkt in der Simulation verwendet wurde. Unterschiedliche Färbungen der Kanälchen stellen simulierte Abweichungen und Veränderungen dar.
Partner
- Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik Dresden
- Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden
- Humboldt-Universität zu Berlin
- Universitätsmedizin Greifswald
- Bayer Technology Services Leverkusen
- Universitätsklinikum Schleswig-Holstein
ZIH-Kontakt
Laufzeit
01/2016 - 12/2018
Förderung
BMBF
Publikationen
J. Starruß, W. de Back, L. Brusch, A. Deutsch. Morpheus: a user-friendly modeling environment for multiscale and multicellular systems biology. Bioinformatics 30, 1331-1332, 2014.