Modellierung von Leberregeneration und vierskaligem Testsubstanz-Metabolismus

• Antragsteller: Dr. Lars Ole Schwen
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436883643

Das Ziel von QuaLiPerF ist eine bessere Vorhersage der Wiederherstellung der Leberfunktion während der post-operativen Regeneration erkrankter Lebern. Lebererkrankungen beeinflussen hepatische Prozesse auf verschiedenen räumlichen Skalen, Operationen und anschließende Regeneration stören zudem die hepatischen Prozesse auf diesen Skalen. In QuaLiPerF werden diese Effekte eingebaut in numerische Modelle der Metabolisierung ausgewählter für die Leberfunktion repräsentativer Testsubstanzen.Das Ziel dieses Projekts ist, ein mehrskaliges numerisches Modell des Testsubstanz-Stoffwechsels während Leberregeneration zu erstellen. Hierfür werden wir Modelle auf zellulärer, lobulärer und Organismus-Ebene (der Modellierungs-Partner) mit unseren Modellen auf der Organskala in einem Vier-Skalen-Framework integriert. Um die relevanten komplexen und interagierenden Prozesse in Modellen abzubilden, ist ein tiefes Verständnis zugrundeliegenden Physiologie, Biologie und Biochemie sowie passender Modellierungs-Techniken für die jeweiligen räumlichen Skalen nötig. Unser mechanistisch getriebene Modellübersetzung und -integration wird durch einen datengetriebenen Ansatz in Zusammenarbeit mit dem Datenintegrations-Partner ergänzt. Die zu entwickelnden numerischen Modelle werden anhand klinischer und experimenteller physiologischer und metabolischer Daten parametrisiert und validiert. Zudem werden wir die während der Regeneration erfassten Daten zu einem numerischen Modell für die Wiederherstellung physiologischer und metabolischer Parameter kombinieren, um sie mit den Testsubstanz-Stoffwechsel-Modellen zu kombinieren.Vorhersagen, die mittels der numerischen Modelle gewonnen wurden, werden verwendet, um von den klinischen und experimentellen Partnern getrieben biologische und klinische Fragen zu untersuchen. Letztendlich wird die in QuaLiPerF entwickelte bessere Vorhersage der Wiederherstellung der Leberfunktion dazu beitragen, die individualisierte Planung von Leberoperationen zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5151: Quantifizierung des Zusammenhanges zwischen Leberperfusion und -funktion bei erweiterter Leberresektion - Ein systemmedizinischer Ansatz (QuaLiPerF)