计算机模型可以帮助研究人员更好地了解类风湿性关节炎的发展。在《免疫信息学》杂志上描述，该模型可以模拟关节中骨骼，软骨和免疫细胞之间不必要的相互作用。这可能导致更好地预测关节炎患者对某些治疗的反应。
类风湿性关节炎(RA)是一种慢性疾病，可导致关节僵硬，肿胀和疼痛，影响全球人口的百分之一。这是一种自身免疫性疾病，这意味着它是由应该保护我们免受疾病侵害的系统触发的 - 但由于我们通常不完全了解的原因，有时会主动伤害我们的身体。
“疾病进展可以减缓，并且可以通过各种治疗方法减轻疾病的症状，”英国圣安德鲁斯大学的Fiona Macfarlane说，她领导了新模型的工作。“然而，大约40%的患者对这种疗法没有反应，而其他人最初有反应，然后随着时间的推移失去反应。
模拟关节炎
在以前的研究中，研究人员使用计算机模型来重建RA开发所涉及的机制。这些模型在预测骨骼和软骨的机械行为时表现良好，可以使用数学方程准确描述。
然而，对于这些材料周围的组织来说，情况并非如此，这些组织由大量的活细胞组成。这些细胞的随机个体行为几乎不可能用数学来描述，这使得它们更难以在计算机模型中重现。
麦克法兰说，她个人被驱使去克服RA挑战，因为她自己家里的人被诊断出患有这种疾病。该团队与圣安德鲁斯大学的马克·查普兰和弗朗什-孔泰大学的Raluca Eftimie合作，创建了一个模型，该模型将以前的数学方法与描述免疫细胞(包括成纤维细胞和巨噬细胞)随机作用的技术相结合。
“在细胞水平上考虑随机性可能是理解疾病进化的关键，”麦克法兰描述道。“因此，我们开发了我们的模型来捕获单个免疫细胞与软骨，骨骼和降解它们的酶相互作用的动力学。
使用他们的模型，研究小组重建了小关节内免疫细胞的异常生长，并研究了不同水平的成纤维细胞和巨噬细胞如何影响骨骼和软骨的降解。
目前，这种方法仍处于早期阶段。“在这个阶段，该模型不能用于准确预测疾病的进展，”麦克法兰解释说。“然而，它可以让我们确定对软骨和骨骼破坏影响最大的机制。
通过进一步的改进，该模型可以帮助研究人员调查当前RA治疗的有效性，并确定哪些机制应该针对改善患者的生活质量。