用于控制自噬的最优给药时序预测
系统与控制
2019-01-15 v3
摘要
由于细胞调控网络的复杂行为，仅凭直觉难以预测分子靶向药物扰动对细胞活动与命运的影响。克服此问题的一条途径是建立预测药物效应的数学模型。这种方法亟需共同发展计算方法，以提取有助于指导治疗选择和优化给药时序的见解。在此，我们提出并评估一种可推广的策略，用于识别药物给药方案，使所需药量最小，从而实现重要细胞活动/过程——通过（巨）自噬进行的细胞质内容物回收——的持续抑制或提升。自噬的治疗性靶向目前正于多种临床试验中接受评估，却未得益于控制工程的视角。利用一个非线性常微分方程（ODE）模型，该模型考虑了调控自噬的蛋白与脂质激酶（MTORC1、ULK1、AMPK 和 VPS34）之间的激活与抑制影响，并采用保证找到局部最优控制策略的方法，我们为六类药物及药物对中的每一类找到了最优给药方案（开环控制器）。我们的方法可推广至设计影响不同感兴趣细胞信号网络的单药与联合用药方案。
引用
@article{arxiv.1808.00545,
title = {Prediction of Optimal Drug Schedules for Controlling Autophagy},
author = {Afroza Shirin and Isaac Klickstein and Song Feng and Yen Ting Lin and William S. Hlavacek and Francesco Sorrentino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.00545},
year = {2019}
}