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

Ezek is érdekelhetik

A rovat további cikkei

2024. november 12., kedd

Szénlábnyomot mérő applikációt fejlesztettek ki és díjaztak Kolozsváron

Ökológiai lábnyomot mérő alkalmazás nyerte az első díjat a Fedezd fel a szenvedélyedet az informatikában elnevezésű kolozsvári gálán. Kelemen Szilárd István, a nyertes kincses városi csapat tagja az Orbis applikációról beszélt a Krónikával.

Szénlábnyomot mérő applikációt fejlesztettek ki és díjaztak Kolozsváron
2024. november 11., hétfő

Csalással gyanúsítják az egyik leglátogatottabb romániai műemlék épületben működő múzeum munkatársait

Ellenőrzéseket rendelt el a kulturális miniszter, miután felmerült a csalás gyanúja: a szinajai Peleş-kastélyban működő múzeumban „párhuzamos jegyárusító” hálózatot működtettek.

Csalással gyanúsítják az egyik leglátogatottabb romániai műemlék épületben működő múzeum munkatársait
2024. november 10., vasárnap

Márton-nap: Kolozsváron fénymenettel, Kalotaszegen mulatsággal éltetik a néphagyományokat

Lámpás felvonulással, névnapköszöntőkkel, mulatsággal napjainkban is ünneplik Erdélyben a november 11-i Márton-napot, amelyhez több hiedelem is fűződik. A legismertebb legendákról és néphagyományokról Cserey Both Zsuzsa néprajzkutató beszélt a Krónikának.

Márton-nap: Kolozsváron fénymenettel, Kalotaszegen mulatsággal éltetik a néphagyományokat
2024. november 08., péntek

Madáretető-készítés, gyűrűzésbemutató a kolozsvári Állattani Múzeumban

Természetkedvelőket, kíváncsi madárbarátokat várnak szombaton a kolozsvári Állattani Múzeumba, ahol idén is megrendezik a Madáretető-készítő műhelyt. Osváth Gergely biológus a tematikus tárlatvezetésről, az interaktív programról beszélt a Krónikának.

Madáretető-készítés, gyűrűzésbemutató a kolozsvári Állattani Múzeumban
2024. november 08., péntek

Jó hír a rajongóknak: Erdélyben koncertezik a Dream Theater

A Dream Theater visszatér Romániába: a nagyszebeni ARTmania fesztiválon (2025. július 25–26.) a klasszikus felállásban, a legendás Mike Portnoy-val lépnek fel, aki a világ egyik legnagyobb dobosaként ismert.

Jó hír a rajongóknak: Erdélyben koncertezik a Dream Theater
2024. november 06., szerda

Nőstények figyelik, amint ádáz csatát vívnak értük a hímek

Szarvasok küzdelme, azaz harc az elsőbbségért, gyönyörű, izgalmas természeti látványosság – így jellemezhetőek a Romsilva állami erdészet Arad megyei igazgatósága által közzétett képeken látható pillanatok.

Nőstények figyelik, amint ádáz csatát vívnak értük a hímek
2024. november 05., kedd

Erdélyben muzsikál Pál István Szalonna és Bandája

Kárpát-medencét bejáró népzenei utazáson vehetnek részt az érdeklődők a héten, amikor is négyállomásos erdélyi koncertkörútra indul Pál István Szalonna és Bandája.

Erdélyben muzsikál Pál István Szalonna és Bandája
2024. november 05., kedd

Feltűnt a láthatáron a Piszkos Fred, a kapitányból készülő animáció (VIDEÓ)

Megérkezett a Rejtő Jenő népszerű regényéből készülő, Piszkos Fred című animáció előzetese.

Feltűnt a láthatáron a Piszkos Fred, a kapitányból készülő animáció (VIDEÓ)
2024. november 03., vasárnap

Még mindig nincs hó a Fuji-hegy csúcsán, erre 130 éve nem volt példa

Japán egyik ikonikus jelképének a csúcsa még mindig hómentes, amire 130 éve nem volt példa.

Még mindig nincs hó a Fuji-hegy csúcsán, erre 130 éve nem volt példa
2024. november 02., szombat

Észrevétlen fejlődés: a picik számára édesanyjuk, édesapjuk ölében kerekedik ki a világ

Szinte észrevétlenül fejlődnek a gyermekek a Kerekítő elnevezésű foglalkozások során, amelyek többek között támogatják a beszéd- és mozgásfejlődés. Szőcs Beatrixszel, a kolozsvári Kerekítő foglalkozásvezetőjével beszélgettünk.

Észrevétlen fejlődés: a picik számára édesanyjuk, édesapjuk ölében kerekedik ki a világ