Просторові мережі як моделі для культур органоїдів та досліджень мозку.
DOI:
https://doi.org/10.34121/1028-9763-2024-1-14-28Ключові слова:
organoid, in vivo, in vitro, brain organoids, tumor organoids, disease modeling, cancer fighting, Spatial Grasp Technology, dynamic networking, intelligent management, distributed simulation, органоїд, органоїди мозку, органоїди пухлин, моделювання захворювань, боротьба з раком, Технологія просторового захоплення, динамічна мережа, розумне управління, розподілене моделюванняАнотація
Стаття орієнтована на концепцію органоїдів, спрощених версій органів, створених штучним шляхом, які стають все більш важливими і популярними, особливо для прогнозування та профілактики захворювань, а також для дослідження мозку. Вона досліджує потенційні можливості створення, еволюції та аналізу моделей органоїдів за допомогою розробленої моделі та Технології просторового захоплення (ТПЗ), яка вже була випробувана в різних сферах застосування, включаючи управління мережевими технологічними, соціальними та оборонними системами. Спершу в роботі аналізуються та класифікуються останні публікації про органоїдів, а потім коротко описуються основні функції ТПЗ, у тому числі її базова Мова просторового захоплення з її мережею інтерпретацією, завдяки якій створюються потужні просторові двигуни, здатні охоплювати земне та небесне середовище. Потім у ній демонструється практичне та дуже компактне вираження зростаючих моделей органоїдів за допомогою ТПЗ, які включають ріст клітин, поділ і реплікацію, створення та рух клітинних черв’яків, роботу клітин-убивць і, нарешті, повну органоїдну модель з її функціонуванням. У статті також пояснюється, як досліджувати параметри зростаючих органоїдів, які можуть передбачити поведінку, пов’язану із хворобою. У роботі розглядаються деякі інші розробки органоїдів, які становлять інтерес для використання ТПЗ, включаючи мінімозок у робототехніці, мозкові хвилі, що їх випромінюють органоїди, і розвиток органоїдів у космосі. Стаття завершується планами стосовно отримання більш детальних і розширених результатів за допомогою ТПЗ, які можна використовувати різними способами. По-перше, мережеві моделі органоїдів можна отримувати набагато швидше, ніж шляхом вирощування тканини в лабораторіях. По-друге, поєднання віртуальних та живих особливостей в єдиному процесі розробки органоїдів і в рамках дослідження може виявитися корисним. По-третє, якщо для заміни органу дійсно потрібна жива тканина, передовий віртуальний ріст таких органоїдів можна зорієнтувати і спрямувати на розвиток реальної тканини.Посилання
1. Organoid. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Organoid.
2. What are organoids? URL: https://www.mblbio.com/bio/g/product/cell-culture/article/organoid_overview.html.
3. Spence J. Human Pluripotent Stem Cell Derived Organoid Models. ISSN Book 159. 1st ed. Academic Press, 2020. 22 June. URL: https://shop.elsevier.com/books/human-pluripotent-stem-cell-derived-organoid-models/spence/978-0-12-821531-9.
4. Gopalakrishnan J. Brain Organoid Research. Neuromethods Book 189. Humana, 2022. URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-0716-2720-4.
5. Paul M.K. Organoid Bioengineering – Advances, Applications and Challenges. Biomedical Engineering. IntechOpen, 2022. URL: https://www.researchgate.net/publication/363923391_Organoid_Bioengineering_-_Advances_Applications_and_Challenges.
6. Yahaya B.H. (ed.) Organoid Technology for Disease Modelling and Personalized Treatment. Stem Cell Biology and Regenerative Medicine Book 71. Humana, 2022. URL: https://www.amazon.com/Technology-Modelling-Personalized-Treatment-Regenerative/dp/3030930556.
7. Turksen K. Organoids: Stem Cells, Structure, and Function. Methods in Molecular Biology, 1576. 1st ed. Springer, 2019. URL: https://lib.ugent.be/en/catalog/ebk01:4100000009273673.
8. Davies J.A., Lawrence M. Organoids and Mini-Organs. 1st edition. Academic Press, 2018. URL: https://shop.elsevier.com/books/organoids-and-mini-organs/davies/978-0-12-812636-3.
9. Soker S., Skardal A. Tumor Organoids. Cancer Drug Discovery and Development. 1st ed. Humana, 2018. URL: https://www.amazon.com/-/he/Shay-Soker/dp/3319605097.
10. Danti S., Negrini N.C. et al. Biomaterial-Assisted 3D In Vitro Tumor Models: From Organoid towards Cancer Tissue Engineering Approaches. Mdpi AG, 2023. URL: https://www.mdpi.com/books/book/6935-biomaterial-assisted-3d-in-vitro-tumor-models-from-organoid-towards-cancer-tissue-engineering.
11. Dederer H.-G., Hamburger D. Brain Organoids in Research and Therapy: Fundamental Ethical and Legal Aspects. Advances in Neuroethics. 1st ed. Springer, 2022. URL: https://www.amazon.com/Brain-Organoids-Research-Therapy-Fundamental/dp/3030976408.
12. Essentials of Cell Biology, Unit 5: How Do Cells Know When to Divide? URL: https://www.nature.com/scitable/ebooks/essentials-of-cell-biology-14749010/118241827/.
13. Gjorevski N., Nikolaev M. et al. Tissue geometry drives deterministic organoid patterning. Science. 2022. 07 January. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9131435/.
14. The extracellular matrix and cell wall, AP.BIO, ENE-2 (EU), ENE-2.D (LO), ENE-2.D.1 (EK), ENE-2.D.2 (EK). URL: https://www.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-structure-and-function/membrane-permeability/a/the-extracellular-matrix-and-cell-wall.
15. Keeping moving – stem cell migration in worms is controlled by genes involved in human cancer. Oxford, Department of biology. URL: https://www.biology.ox.ac.uk/article/keeping-moving-stem-cell-migration-in-worms-is-controlled-by-genes-involved-in-human-cancer.
16. What worms can tell us about brains and behavior. Science news. 2023. 23 August. URL: https://www.leeds.ac.uk/news-science/news/article/5384/what-worms-can-tell-us-about-brains-and-behaviour#:~:text=Researchers%20at%20Massachusetts%20Institute%20of,insights%20about%20its%20nervous%20system.
17. Eissmann P. Natural Killer Cells. London: Imperial College, UK. URL: https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/cells/natural-killer-cells.
18. Sapaty P.S. A distributed processing system. European Patent N 0389655, Publ. 10.11.93, European Patent Office.
19. Sapaty P.S. Mobile Processing in Distributed and Open Environments. New York: John Wiley & Sons, 1999. 410 p.
20. Sapaty P.S. Ruling Distributed Dynamic Worlds. New York: John Wiley & Sons, 2005. 255 p.
21. Sapaty P.S. Managing Distributed Dynamic Systems with Spatial Grasp Technology. Springer, 2017. 284 p.
22. Sapaty P.S. Holistic Analysis and Management of Distributed Social Systems. Springer, 2018. 234 p.
23. Sapaty P.S. Complexity in International Security: A Holistic Spatial Approach. Emerald Publishing, 2019. 160 p.
24. Sapaty P.S. Symbiosis of Real and Simulated Worlds under Spatial Grasp Technology. Springer, 2021. 251 p.
25. Sapaty P.S. Spatial Grasp as a Model for Space-based Control and Management Systems. CRC Press, 2022. 280 p.
26. Sapaty P.S. The Spatial Grasp Model: Applications and Investigations of Distributed Dynamic Worlds. Emerald Publishing, 2023. 184 p.
27. Sapaty P.S. Providing Integrity, Awareness, and Consciousness in Distributed Dynamic Systems. CRC Press, 2024 (in print).
28. Sapaty P.S. Spatial management of air and missile defence operations. Mathematical machines and systems. 2023. N 1. P. 30–49. URL: http://www.immsp.kiev.ua/publications/articles/2023/2023_1/01_23_Sapaty.pdf.
29. Sapaty P.S. Providing Distributed System Integrity under Spatial Grasp Technology. Mathematical machines and systems. 2023. N 2. P. 18–27. URL: http://www.immsp.kiev.ua/publications/articles/2023/2023_2/02_23_Sapaty.pdf.
30. Sapaty P.S. Providing Global Awareness in Distributed Dynamic Systems. International Relations and Diplomacy. 2023. Vol. 11, N 2. P. 87–100. DOI: 10.17265/2328-2134/2023.02.002. URL: https://www.davidpublisher.com/Public/uploads/Contribute/6486c3d05a6cc.pdf.
31. Sapaty P.S. Simulating Distributed Consciousness with Spatial Grasp Model. Mathematical machines and systems. 2023. N 3. P. 13–30. URL: http://www.immsp.kiev.ua/publications/articles/2023/2023_3/03_23_Sapaty.pdf.
32. Sapaty P.S. Network Centrality Operations under Spatial Grasp Technology. Journal of Advances in Artificial Intelligence and Machine Learning. 2023. N 1 (1). P. 1–11. URL: https://www.scivisionpub.com/pdfs/network-centrality-operations-under-spatial-grasp-technology-3025.pdf.
33. Sapaty P.S. Managing Distributed Systems with Spatial Grasp Patterns. Mathematical machines and systems. 2023. N 4. Р. 11–25. URL: http://www.immsp.kiev.ua/publications/articles/2023/2023_4/04_23_Sapaty.pdf.
34. Schley L. Meet The Scientists Connecting Lab-Grown «Mini Brains» to Robots. Discover. 2019. 18 May. URL: https://www.discovermagazine.com/mind/meet-the-scientists-connecting-lab-grown-mini-brains-to-robots.
35. Hunt K. Tiny living robots made from human cells surprise scientists. CNN. 2023. 30 November. URL: https://edition.cnn.com/2023/11/30/world/living-robots-from-human-cells-scn/index.html.
36. Begley S. In a first, cerebral organoids produce complex brain waves similar to newborns’, reviving ethical concerns. STAT. 2019. 29 Aug. URL: https://www.statnews.com/2019/08/29/in-a-first-cerebral-organoids-produce-complex-brain-waves-similar-to-newborns-reviving-ethical-concerns/.
37. Carey T. Scientists grew a mini brain in a lab. It has human-like brain waves. What does that mean for research? Freethink. 2019. 11 September. URL: https://www.freethink.com/science/lab-grown-mini-brain.
38. Wahyudi M.Z. Growing Mini Human Brains in Space. 2023. 2 August. URL: https://www.kompas.id/baca/english/2023/08/01/en-menumbuhkan-otak-mini-manusia-di-luar-angkasa.
39. Kulbatski I. Time Traveling Mini-Brains on a Mission to Conquer Space. 2022. 11 Aug. URL: https://www.the-scientist.com/news-opinion/time-traveling-mini-brains-on-a-mission-to-conquer-space-70353.
169
46Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Математичні машини і системи
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
