TP 4

Zelluläre Modellierung und Proteomik

Proteomische Analyse von Patientenproben ermittelt die Konzentration tausender Proteine in Zellen individuell für jeden Patienten der Studie. Das erlaubt zelluläre Parameter in Beziehung zu setzen zu dem individuellen Krankheitsbild. Mathematische Modellierung schlägt die Brücke von Proteinkonzentrationen zu Zellfunktion, indem es die Kontraktion einzelner Zellen mit den individuellen Parameter simuliert und gegebenenfalls Lücken in der Quantifizierung der Zellen oder unserem Verständnis des pathologischen Mechanismus aufzeigt.

Mathematische Modellierung intrazellulärer Konzentrationen. Dreidimensionale Darstellung einer Momentaufnahme räumlich aufgelöster Kalziumkonzentration 200 ms nach Aktivierung. A Isokonzentrationsfläche der zytosolischen Konzentration für 1.1 µM (grün) und 2.2 µM (rot). B Isokonzentrationsfläche für sarkoplasmisches Kalzium mit 590 µM. Simuliert wurden 16 z-discs, mit jeweils 320 Calcium release units, und im Mittel 50 RyR Kanälen und 12.5 LC-Kanälen pro unit.

Folgende Arbeitsschritte sind geplant:

Entwicklung eines detaillierten mathematischen Modells für excitation-contraction coupling

preteomische Analyse von Patientenproben

Simulation patientenspezifischer Zellfunktion

Vergleich/Verifizierung mit patientenspezifischen funktionellen Daten aus Imaging