从多尺度生物物理学到组织和器官的数字孪生：基于硅的药理学的未来机遇
摘要：多尺度生物物理学在近年来取得了许多进展，最重要的挑战是将积累的知识转化为令人兴奋的行业合作伙伴关系和临床应用。通过建立描述分子相互作用与整个器官活动和结构之间联系的模型被称为多尺度生物物理学。历史上，制药行业通过利用它们预测能力在in silico模型方面取得了良好的成果。然而，要有效地预测药理现象，所需的更高保真度和更高分辨率的模型要求in silico方法必须考虑可验证的多尺度生物物理现象，即对于不同过程和模型的空间和时间尺度的变化。不同组织和器官的多尺度模型集合可以构成数字化的双胞胎解决方案，成为研究人员、临床医生和药物开发人员的一项服务。本文有两个主要目标：1）在澄清迄今为止详细单尺度和多尺度建模的程度上，我们提供了一篇关于这个主题的综述，重点关注上皮、心脏和脑组织的生物物理学；2）通过从简单的生物物理模型到强大的预测工具，讨论多尺度生物物理学在in silico药理学作为数字化双胞胎解决方案中的现在和未来角色，从而定义了一条路线图。数字化双胞胎有可能为广泛的临床和药物使用提供多尺度模型的机会，我们的论文展示了实现其准确发展的基本原理和机会，从而实现未来精确和个性化医疗软件的重大飞跃。
作者：Michael Taynnan Barros, Michelangelo Paci, Aapo Tervonen, Elisa Passini, Jussi Koivum"aki, Jari Hyttinen, Kerstin Lenk
论文ID：2306.02369
分类：Quantitative Methods
分类简称：q-bio.QM
提交时间：2023-06-06