Принципы математического моделирования комбинированных воздействий в биологии и медицине (обзор литературы)
Бесплатный доступ
Использование комбинированных воздействий факторов разной природы на биологические объекты с различным уровнем организации генома в биологии и медицине в настоящее время широко распространено. Повышенное внимание эта проблема приобрела, когда во многих исследованиях была показана значимость синергического взаимодействия агентов, приводящая к многократному усилению эффекта. Новые знания определили необходимость учитывать как качественный характер взаимодействия, так и количественно оценивать величину синергического эффекта. В связи с этим в литературе появилось большое количество работ, в которых представлены математические модели комбинированных воздействий ионизирующего излучения с факторами другой природы, развитием которых стало математическое моделирование взаимодействия лекарственных препаратов. Использование математических моделей может стать существенным вкладом в разработку новых методов комбинированной терапии химическими препаратами посредством прогнозирования суммарного эффекта. Цель настоящего обзора - представить многовариантность математического моделирования комбинированных воздействий на биообъекты, а также предложить современное видение возможности его применения в практической медицине для успешного прогнозирования результатов применения сочетаний различных лекарственных препаратов.
Математическое моделирование, комбинированное воздействие, синергизм, антагонизм, оптимизация, прогнозирование, ионизирующее излучение, лекарственные препараты, радиобиология, медицина, сочетание лекарственных препаратов
Короткий адрес: https://sciup.org/170170192
IDR: 170170192
Список литературы Принципы математического моделирования комбинированных воздействий в биологии и медицине (обзор литературы)
- Sucher N.J. Searching for synergy in silico, in vitro and in vivo//Synergy. 2014. V. 1, N 1. P. 30-43.
- Виленчик М.М. Радиобиологические эффекты и окружающая среда. М.: Энергоатомиздат, 1991. 160 с.
- Циммер К.Г. Проблемы количественной радиобиологии. М.: Госатомиздат, 1962. 100 с.
- Тимофеев-Ресовский Н.В., Иванов В.И., Корогодин В.И. Применение принципа попадания в радиобиологии. М.: Атомиздат, 1968. 228 с.
- Хуг О., Келлерер А. Стохастическая радиобиология. М.: Атомиздат, 1969. 183 с.
- Дертингер Г., Юнг Х. Молекулярная радиобиология. М.: Атомиздат, 1973. 248 с.
- Капульцевич Ю.Г. Количественные закономерности лучевого поражения клеток. М.: Атомиздат, 1978. 230 с.
- Иванов В.К. Математическое моделирование и оптимизация лучевой терапии опухолей. М.: Энергоатомиздат, 1986. 144 с.
- Dugan V.L. A kinetic analysis of spore inactivation in a composite heat and gamma radiation environment//Space Life Sciences. 1971. V. 2, N 3. P. 498-505.
- Trujillo R., Dugan V.L. Synergistic inactivation of viruses by heat and ionizing radiation//Biophysical J. 1972. V. 12, N 2. P. 92-113.
- Reynolds M.C., Brannen J.F. Thermal enhancement of radiosterilization//Rad. Preservation of Food. Vienna: IAEA, 1973. P. 165-170.
- Kappos A., Pohlit W.A. A cybernetic model for radiation reaction in living cells. Sparsely-ionising radiation: stationary cells//Int. J. Radiat. Biol. 1972. V. 22, N 1. P. 51-65.
- Brannen J.P. A temperature-and dose rate-dependent model for the kinetics of cellular response to ionising radiation//Radiat. Res. 1975. V. 62, N 3. P. 379-387.
- Jain V.K., Pohlit W. Biocybirnetics of Cancer. Optimizing Cancer Treatment with Ionizing Radiations. Banglore: INSDOC, 1986. 207 с.
- Barendsen G.W. Interaction of the LET dependence of radiation induced lethal and sublethal lesions in mammalian cells//Biophysical Modelling of Radiation Effects/Eds.: Chadwick K.H., Mschini G. аnd Varma M.N. Bristol: Adam Hilger, 1992. P. 13-20.
- Curtis S.B. Application of the LPL model to mixed radiations cells//Biophysical Modelling of Radiation Effects/Eds.: Chadwick K.H., Mschini G. and Varma M.N. Bristol: Adam Hilger, 1992. P. 21-28.
- Zaider M., Branner D.J. The application of the principle of «dual radiation action» in biophysical modelling cells//Biophysical Modelling of Radiation Effects/Eds.: Chadwick K.H., Mschini G. and Varma M.N. Bristol: Adam Hilger, 1992. P. 37-46.
- Leenhouts H.P., Chadwick K.H. An analysis of synergistic sensitization//Brit. J. Cancer. 1978. V. 37, Suppl. III. P. 198-201.
- Chadwick K.H., Leenhouts H.P. The Molecular Theory of Radiation Biology. Berlin-Heidelberg-New York: Springer Verlag, 1981. 271 p.
- Обатуров Г.М., Семенов В.П. О молекулярной теории Чадвика и Линхаутса//Радиобиология. 1980. Т. 20, Вып. 2. С. 163-168.
- Tobias C.A., Blakely E.A., Ngo F.Q.H., Yang T.C.H. The repair-misrepair model of cell survival//Radiation Biology and Cancer Research/Eds. Meyn A., Withers R. 1978. P. 195-230.
- Tobias C.A. The repair-misrepair model in radiobiology: comparison to other model//Radiat. Res. 1985. V. 104, N 2. P. 77-92.
- Ben-Hur E. Mechanisms of the synergistic interaction between hyperthermia and radiation in cultured mammalian cells//J. Radiat. Res. 1976. V. 17, N 2. P. 92-98.
- Ben-Hur E., Elkind M.M. DNA damage and repair in hyperthermic mammalian cells: relation to enhanced cell killing//Radiation Research Biomedical, Chemical and Physical Perspectives. Academ. Press, 1975. P. 703-717.
- Ben-Hur E., Elkind M.M., Sronk B.V. Thermaly enchanced radioresponse of cultured Chinese hamster cells: inhibition of sublethal damage and enchancement of lethal damage//Radiat. Res. 1974. V. 58, N 1. P. 38-51.
- Dikomey E. Different cytotoxic effects of hyperthermia below and above 43 oC alone or combined with X irradiation//Radiat. Res. 1981. V. 88, N 2. P. 489-501.
- Ager D.D., Haynes R.H. Mathematical description of the interactions between cellular inactivating agents//Radiat. Res. 1987. V. 110, N 1. P. 129-141.
- Haynes R.H. Molecular localization of radiation damage relevant to bacterial inactivation//Physical Processes in Radiation Biology. New York: Academic Press, 1964. P. 51-72.
- Loshek D.D., Orr J.S., Solomonidis E. Interaction of hyperthermia and radiation: a survival model//Cancer Therapy by Hyperthermia and Radiation/Eds.: Streffer C. et al. Baltimore-Munich: Urban&Schwarzenberg, 1978. P. 211-213.
- Zaider M., Rossi H.H. The Synergistic effects of different radiations//Radiat. Res. 1980. V. 83, N 3. P. 732-739.
- Kellerer A.M., Rossi H.H. A generalized formulation of dual radiation action//Radiation Research. 1978. V. 75. P. 471-488.
- Комаров В.П., Петин В.Г. Математическая модель одновременного воздействия ионизирующей радиации и гипертермии//Радиобиология. 1983. Т. 23, № 4. С. 484-488.
- Петин В.Г., Комаров В.П. Количественное описание модификации радиочувствительности. М: Энергоатомиздат, 1989. 190 с.
- Петин В.Г., Жураковская Г.П., Комарова Л.Н. Радиобиологические основы синергических взаимодействий в биосфере. М.: ГЕОС, 2012. 219 с.
- Ritz C., Streibig J.C. From additivity to synergism -A modelling perspective//Synergy. 2014. V. 1, N 1. P. 22-29.
- Jonker D.M., Sandra A.G., Visser P.H., van der Graaf R.A., Voskuyl M.D. Towards a mechanism-based analysis of pharmacodynamic drug-drug interactions in vivo//Pharmacology & Therapeutics. 2005. V. 106, N 1. P. 1-18.
- Jones L.B., Secomb T.W., Dewhirst M.W., El-Kareh A.W. The additive damage model: A mathematical model for cellular responses to drug combinations//Journal of Theoretical Biology. 2014. V. 357. P. 10-20.
- Chou T-C., Talalay P. Analysis of combined drug effects: a new look at very old problem//Trends Pharmacol. Sci. 1983. V. 4. P. 450-454.
- Boik J.C., Newman R.A. A classification model to predict synergism/antagonism of cytotoxic mixtures using protein-drug docking scores//BMC Pharmacology. 2008. V. 29. P. 8-13.
- Boik J.C., Newman R.A., Boik R.J. Quantifying synergism/antagonism using nonlinear mixed-effects modeling: a simulation study//Stat. Med. 2008. V. 27, N 7. P.1040-1061.
- Tao Y.S., Guo Q. A mathematical model of combined therapies against cancer using viruses and inhibitors//Science in China. Series A: Mathematics. 2008. V. 51, N 12. P. 2315-2329.
- Gruvez B., Dauphin A., Tod M. A mathematical model for paroxitin antidepressant effect time and its interaction with pindolol//J. Pharmacokinet. Pharmacodyn. 2005. V. 32, N 5-6. P. 663-683.
- Kamangira B., Nyamugure P., Magombedze G. A theoretical mathematical assessment of the effectiveness of coartemether in the treatment of Plasmodium falciparum malaria infection//Mathematical Biosciences. 2014. V. 256. P. 28-41.
- Morel B.F., Burke M.A., Kalagnanam J., McCarthy S. A., Tweardy D.J., Morel P.A. Making sense of the combined effect of interleukin-2 and interleukin-4 on lymphocytes using a mathematical model//Bulletin of Mathematical Biology. 1996. V. 58, N 3. P. 569-594.
- Hu Y., Li D., Han X. Analysis of combined effects of nonylphenol and Monobutil phthalate on rat Sertoli cells applying two mathematical models//Food and Chemical Toxicology. 2012. V. 50. P. 457-463.
- Tallarida R.J. Quantitative methods for assessing drug synergism//Genes & Cancer. 2011. V. 2, N 11. P. 1003-1008.
Статья научная
