Modelarea Proceselor de Reglare de la Nivelul Genelor Implicate în Cancer

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE

Biologia este una dintre stiintele puternic interdisciplinare, care studiazã manifestãrile

si aspectele organismelor vii.

Bioinformatica este stiinta aflatã la intersectia dintre biologie si stiinta calculatoarelor.

Pentru bioinformaticã s-au dat diverse definitii, precum: stiinta care se ocupa cu aplicarea

tehnicilor de calcul, în vederea organizãrii si analizei datelor biologice; sau disciplina care se

referã la analiza si interpretarea datelor biologice; sau ansamblul proceselor prin care datele

biologice pot fi prelucrate pentru a obtine informatii si cunostiinte, dar toate aceste definitii se

rezumã unui scop final, acela de întelegere cât mai profundã a mecanismelor vietii, la diferite

nivele.

Sistemele biologice celulare sunt caracterizate prin schimburi continue de semnale cu

mediul înconjurãtor, aceastã particularitate a lor fiind esen.ialã pentru existenta si

functionarea propice a organismelor.

Alterãrile în sistemul complex de comunicatie celularã, pot avea urmãri grave asupra

stabilitãtii celulare si pot promova boli periculoase asupra sãnãtãtii organismelor. Printre

aceste boli se enumerã si cancerul, o modificare a echilibrului celular, caracterizatã printr-un

numãr ridicat de celule alterate, celule care se divid în ciuda semnalelor de alarmã date de

corp si formeazã tumori, care pot sã invadeze întregul organismul, rezultând metastaze, adicã

grupãri de celule modificate, toxice pentru viata oricãrui individ.

Toate sistemele biologice reale, sunt sisteme dinamice, adicã la fiecare moment de

timp ele suferã diferite modificãri. stiinte precum matematica sau informatica, combinate cu

stiintele biologice, au scos în evidentã noi trãsãturi ale acestora din urmã. Cu ajutorul

modelelelor matematice, s-a ajuns la o întelegere mai amplã a functionalitãtii proceselor reale,

iar prin interpretarea datelor disponibile, s-au putut genera preziceri asupra evolutiei

sistemelor. De asemenea, s-au putut obtine informatii despre anumiti parametrii care nu

puteau fi mãsurati în sistemele reale; s-au putut confirma, infirma sau sugera diferite ipoteze

cu privire la functionalitatea proceselor, toate acestea detinând un rol deosebit în cercetãrile

stiintifice moderne.

Lucrarea de fatã abordeazã problema diagnosticãrii si formãrii celulelor canceroase la

nivel molecular si modul în care ele deterioreazã întreg organismul. Cancerul este si va fi în

continuare o problemã mondialã, privind alterarea sãnãtãtii indivizilor si desi în prezent, s-a

ajuns la un grad de cunoastere ridicat fatã de aceastã problemã, specialistii nu au reusit încã sã

gãseascã rãspuns la toate procesele care au loc, înainte ca o celulã sã sufere mutatii într-atât de

2

multe si diferite, încât sã dea nastere unor clone ce promoveazã formarea tesuturilor

neoplazice.

Cancerul va ridica încã multi ani de-acum încolo, întrebãri legate de formarea si

expansiunea lui, tehnologia, desi foarte avansatã, nereusind nici pânã acum, sã ofere

rãspunsuri satisfãcãtoare sau tratamente sigure în vederea eradicãrii oricãrui tip de cancer.

Motivatia alegerii acestei teme este deci implicatia majorã pe care cancerul o are în

cadrul sistemului public de sãnãtate si modul în care acesta actioneazã de la un nivel micro, de

mutatie a unei celule, pânã la un nivel macro, de formare a metastazelor, în diferite zone din

corp, reusind sã treacã cu succes de barierele pe care corpul le ridicã, în vederea mentinerii

stabilitãtii celulare.

Obiectivele generale ale lucrãrii sunt:

. întelegerea modului de evolutie a cancerului, prin aparitia de mutatii succesive în celulele

corpului;

. determinarea caracteristicilor ce fac o celulã sã devinã canceroasa;

. explicarea cauzelor de aparitie a cancerului si determinarea metodelor de prevenire a

acestuia;

. definirea principalelor cãi de semnalizare, care alterate servesc la activarea mutatiilor si la

dezactivarea mecanismelor de apãrare celularã;

. stabilirea rolurilor genelor critice specifice cancerului în cãile de comunicare celularã;

. determinarea unui model matematic care sã simuleze un proces real, ce are loc în

momentul initierii cancerului, în vederea diagnosticãrii si cercetãrii ulterioare;

. generarea unor seturi evidente de grafice, care atestã sau nu existenta bolii în corp;

Scopul final fiind fixarea unor notiuni de bazã privind formarea si supravietuirea celulelor

maligne în organismul uman.

Astfel, în Capitolul 2. Cancerul. Fundamente genetice si moleculare, vor fi

prezentate conceptele biologice de bazã, necesare pentru întelegerea structurii i func.ionãrii

celulelor normale, transformarea lor în celule maligne si formarea fenomenului canceros si a

tumorilor. Ulterior, se vor discuta cauzele de aparitie ale tumorilor si informatii despre

prevenire, capitolul finalizându-se printr-o prezentare a unui studiu de caz, referitor la

cancerul de ovar. Detalii despre subiectele enumerate mai sus se pot gãsi în cãr.i de

specialitate, cum ar fi (Alberts B. et al., 2002), (Harrison, 2003), (Lodish H. et al., 2000), atât

pentru biologia molecularã i celularã, cât si pentru biologia celulelor canceroase i studii

despre diverse tipuri de cancer.