Lemodellezték szegedi matematikusok, miként pusztítja sejtjeinket a koronavírus

Pillanatfelvételek egy koronavírus-fertőzés lefutásából •  Fotó: Szegedi Tudományegyetem

Pillanatfelvételek egy koronavírus-fertőzés lefutásából

Fotó: Szegedi Tudományegyetem

A szervezetünkben lezajló bonyolult vírusdinamika leírására dolgoztak ki megközelítését és eredményeit tekintve újdonságnak számító matematikai modellt a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) Bolyai Intézetének matematikusai.

Krónika

2021. november 23., 16:052021. november 23., 16:05

2021. november 23., 16:122021. november 23., 16:12

A Juhász Nóra, Sadegh Marzban, Renji Han és Röst Gergely által létrehozott rendszer a vírus terjedésének időbeli és térbeli mintázatait is leírja. A felsőoktatási intézmény lapunkhoz eljuttatott ismertetője szerint a kutatók számítógépes szimulációk segítségével vizsgálták a sejtközi vírusfertőzés lefutását és jellegzetességeit, elsősorban a SARS-CoV-2, illetve influenzavírusokra fókuszálva. A kutatás eredményei a közelmúltban jelentek meg a Royal Society Open Science folyóiratban.

A szervezeten belüli vírusdinamika pontos megértése kulcsfontosságú tudományos kihívás, amelynek fontosságát a jelen világjárvány megkérdőjelezhetetlenné tette.

A szegedi matematikusok olyan, modern technikákat ötvöző szimulációs eszközt fejlesztettek ki (sztochasztikus ágens alapú modell és parciális differenciálegyenletek hibridje), ami a sejtek fertőződését, a vírusreplikációt és a vírus diffúzióját, terjedését a sejtek között is követi. A kutatók eredményei pontosabb előrejelzéseket adnak a fertőzés lefutásáról, mint a klasszikus módszerek, másrészt érdekes, az emberi szem által is értelmezhető és szuggesztív térbeli mintázatokat, jellegzetességeket is leír.

A fent leírtakra példa a fenti kép, ahol négy különböző időpontban látjuk a SARS-CoV-2 vírus terjedését. Itt mind a négy ábra bal oldalán az egyes hámsejtek aktuális állapota látható (zöld az egészséges, piros a fertőzött, fekete az elhalt sejteket jelöli), míg a megfelelő jobb oldali képeken a térbeli víruskoncentráció szerepel. A folyamat időbeli lefutását a mellékelt videón láthatjuk, ahol a koronavírus-fertőzés végigsöpör a sejtpopuláción.

A modell erősségeiről és megbízhatóságáról szólva fontos megemlíteni, hogy a rendszer képesnek bizonyult virológusok által lefolytatott in vitro kísérletek szimulációs reprodukálására. A következő ábra első sora tényleges laboratóriumi megfigyelések eredményeit mutatja be, míg a második sor már ezen eredmények szimulációs replikája – a kirajzolódó dinamikai jellegzetességek egyértelmű hasonlóságokat mutatnak.

•  Fotó: Szegedi Tudományegyetem Galéria

Fotó: Szegedi Tudományegyetem

A felső sor laboratóriumi kísérletek felvételein, az alsó sor a szegedi matematikai modellből kapott ábrákon mutatja be a vírus terjedését. A kutatók a modellel nemcsak a koronavírus, hanem az influenza fertőzését is tudták szimulálni, és összehasonlították, miben más a két betegség tipikus kimenetele. A matematikusok további tervei között szerepel a modell felskálázása (jelenleg százezres nagyságrendű sejtet képes kezelni), valamint az immunválasz modellezése és az antivirális kezelések beépítése a szimulációs rendszerbe. Ezzel hosszabb távon akár egy virtuális laboratórium is létrehozható.

szóljon hozzá! Hozzászólások

Hírlevél

Iratkozzon fel hírlevelünkre, hogy elsőként értesüljön a hírekről!

Ezek is érdekelhetik

A rovat további cikkei

2025. április 02., szerda

Elhunyt Val Kilmer, a Top Gun és a Mindörökké Batman sztárja

65 éves korában elhunyt Val Kilmer, az 1986-os Top Gun és az 1995-ös Mindörökké Batman című filmek sztárja.

Elhunyt Val Kilmer, a Top Gun és a Mindörökké Batman sztárja
2025. április 01., kedd

Négy filmet is forgat a Beatlesről Sam Mendes, már megvan a szereposztás

Az Oscar-díjas Sam Mendes bejelentette készülő négy Beatles-filmje szereposztását – számolt be a Variety.com.

Négy filmet is forgat a Beatlesről Sam Mendes, már megvan a szereposztás
2025. március 31., hétfő

Kórusműveket ad elő két erdélyi városban a cambridge-i Magdalene College vegyes kara

Békéről szóló kórusművekkel lép fel Kolozsváron és Gyulafehérváron a cambridge-i Magdalene College kórus. A nagy-britanniai vegyes kar a kincses városi Visszhang kórus meghívására érkezik Erdélybe.

Kórusműveket ad elő két erdélyi városban a cambridge-i Magdalene College vegyes kara
2025. március 30., vasárnap

Mi a közös a székely és a perui pityókatermelők között? – Márton Mónika világjáró jogász a kultúrák közti hasonlóságról

A székelyföldi Márton Mónika a világ több mint 60 országát bejárta, önkénteskedett többek között a Görögországba érkező menedékkérők táborában és Nepálban is. A jogász végzettségű fiatal nő a Krónikának munkájáról, világjáró élményeiről beszélt.

Mi a közös a székely és a perui pityókatermelők között? – Márton Mónika világjáró jogász a kultúrák közti hasonlóságról
2025. március 29., szombat

Akinek a felhők felett van az irodája – Tóth Kincső a légiutas-kísérők mindennapjairól

Már gyermekkorában, amikor látta a székelyföldi égbolton a repülőgép mögött hagyott felhőcsíkot, Tóth Kincső eldöntötte, hogy majd ha „nagy lesz”, légiutas-kísérő válik belőle – osztotta meg csütörtökön este a kolozsvári Planetarium kávéház közönségével.

Akinek a felhők felett van az irodája – Tóth Kincső a légiutas-kísérők mindennapjairól
2025. március 28., péntek

Hamisítatlan cigányzenével mutatja meg Erdélyben a Parno Graszt, hogyan kell mulatni

Erdélyi turnén lép fel április elején a népszerű Parno Graszt zenekar: Kolozsváron, Marosvásárhelyen, Sepsiszentgyörgyön, Csíkszeredában lépnek fel.

Hamisítatlan cigányzenével mutatja meg Erdélyben a Parno Graszt, hogyan kell mulatni
2025. március 28., péntek

Visszatérni a természethez, a természetes ízekhez – Macalik Kunigunda az ehető vadnövényekről

Az emberek szeretik a hasukat – állapította meg Macalik Kunigunda, végignézve az Erdélyi Múzeum Egyesület telt házas előadótermén, ahova csütörtök délután azért gyűltek össze oly sokan, hogy megtudják mely vadon termő növényeink ehetőek.

Visszatérni a természethez, a természetes ízekhez – Macalik Kunigunda az ehető vadnövényekről
2025. március 28., péntek

Ízek a világ körül: fish and chips

Az Egyesült Királyság legismertebb és legkedveltebb tradicionális étele a fish and chips, azaz a panírozott sült hal hasábburgonyával körítve.

Ízek a világ körül: fish and chips
Ízek a világ körül: fish and chips
2025. március 28., péntek

Ízek a világ körül: fish and chips

2025. március 27., csütörtök

Egy diák átlagban két tantárgyból jár magánórára, ami egyre nagyobb terhet ró a szülőkre

Romániában immár csaknem minden második iskolás tanulónak magánórát is vesznek szüleik, amire több mint kétszer annyit költenek, mint három évvel ezelőtt – derült ki a Salvați Copiii gyermekmentő alapítvány idei felméréséből.

Egy diák átlagban két tantárgyból jár magánórára, ami egyre nagyobb terhet ró a szülőkre
2025. március 26., szerda

Részleges napfogyatkozás lesz szombaton, a Partiumban látható a legjobban

Szombaton kora délután részleges napfogyatkozás látható majd. A különleges égi jelenség során a Hold a Napnak egy kis szeletét takarja el – a napfogyatkozás a Partiumban lesz megfigyelhető a legjobban, és Szatmárnémetiben tart a leghosszabb ideig.

Részleges napfogyatkozás lesz szombaton, a Partiumban látható a legjobban