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A comprehensive approach to the molecular determinants of lifespan using a Boolean model of geroconversion

Authors :
Laurence Calzone
Emmanuel Barillot
Loic Verlingue
Arturo Londoño-Vallejo
Gautier Stoll
Aurelien Dugourd
Dynamique de l'information génétique : bases fondamentales et cancer (DIG CANCER)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Curie [Paris]-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Cancer et génome: Bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie d'un système complexe
MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Centre de Recherche des Cordeliers (CRC)
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Service de Bioinformatique (CURIE-BIOINFO)
Institut Curie [Paris]
HAL-UPMC, Gestionnaire
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut Curie [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Dynamique de l'information génétique : bases fondamentales et cancer ( DIG CANCER )
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -INSTITUT CURIE-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Cancer et génôme: Bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie d'un système complexe
MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -INSTITUT CURIE
Centre de Recherche des Cordeliers ( CRC )
Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM )
Source :
Aging Cell, Aging Cell, Wiley Open Access, 2016, 15 (6), pp.1018-1026. ⟨10.1111/acel.12504⟩, Aging Cell, 2016, 15 (6), pp.1018-1026. ⟨10.1111/acel.12504⟩, Aging Cell, Wiley Open Access, 2016, 〈10.1111/acel.12504〉
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; Altered molecular responses to insulin and growth factors (GF) are responsible for late-life shortening diseases such as type-2 diabetes mellitus (T2DM) and cancers. We have built a network of the signaling pathways that control S-phase entry and a specific type of senescence called geroconversion. We have translated this network into a Boolean model to study possible cell phenotype outcomes under diverse molecular signaling conditions. In the context of insulin resistance, the model was able to reproduce the variations of the senescence level observed in tissues related to T2DM's main morbidity and mortality. Furthermore, by calibrating the pharmacodynamics of mTOR inhibitors, we have been able to reproduce the dose-dependent effect of rapamycin on liver degeneration and lifespan expansion in wild-type and HER2–neu mice. Using the model, we have finally performed an in silico prospective screen of the risk–benefit ratio of rapamycin dosage for healthy lifespan expansion strategies. We present here a comprehensive prognostic and predictive systems biology tool for human aging.

Details

Language :
English
ISSN :
14749718
Database :
OpenAIRE
Journal :
Aging Cell, Aging Cell, Wiley Open Access, 2016, 15 (6), pp.1018-1026. ⟨10.1111/acel.12504⟩, Aging Cell, 2016, 15 (6), pp.1018-1026. ⟨10.1111/acel.12504⟩, Aging Cell, Wiley Open Access, 2016, 〈10.1111/acel.12504〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....c751968be2c5747fc7323b29741a416e