Process  model  for  HER2  Signaling  Pathways  Student:  Vishakha  Sharma1,  Yifei  Bao1,  

Advisor:  Adriana  B.    Compagnoni1,  Joseph  S.  Glavy2    Department  of  Computer  Science1,  Department  of  Chemistry,  Chemical  Biology  and  Biomedical  Engineering2,  

Schaefer  School  of  Engineering  and  Science,  Stevens  InsJtute  of  Technology,  Hoboken,  NJ  07030  

IntroducJon  •  HER2  is  a  cell  membrane  surface-­‐bound  

receptor  tyrosine  kinase  and  is  involved  in  signal  transducJon  pathways  leading  to  cell  growth  and  differenJaJon.    

•   HER2  is  a  protein  responsible  of  higher  aggressiveness  in  breast  cancers.  

HER2  Signaling  Pathways  •  AKT/PI3K  Pathway  •  ERK  Pathway  •  STAT/IL6  Pathway  

Results    •  DifferenJal  HER2  concentraJons  

   

     a.  100  HER2  are  iniJalized                                  b.  30  HER2  are  iniJalized  •  Overview  of  different  species  

•  Crosstalk  of  ERK  and  PI3K  pathways  

   

                                         a.  ERK  Pathways  with                                                      b.  ERK  Pathways  without  

                                                 PI3K    Pathway                                                                                PI3K  Pathway  •  InhibiJon  of  Raf  acJvaJon(acJvaJon  

rate  is  changed  from  27.0  to  1.0E-­‐4  )  

Experiment    SPiM  –  StochasJc  Pi  Machine  •  SPiM  is  a  programming  language  used  for  designing  and  simulaJng  

computer  models  of  biological  processes.  

•   This  language  is  based  on  a  mathemaJcal  formalism  known  as  pi-­‐calculus  and  simulaJon  algorithm  is  based  on  standard  kineJc  theory  of  physical  chemistry.  

•   It  features  a  simple  graphical  notaJon  for  modeling  a  range  of  biological  and  can  be  used  to  model  large  systems  incrementally,  by  directly  composing    simpler  models  of  subsystems.  

SPiM  Model  for  AKT/PI3K  Pathway  

SPiM  Model  for  ERK  Pathway  

SPiM  Model  for  STAT/IL6  Pathway  

Conclusion  •   Using  a  process  model  simulaJon,        we  can  know  the  effect  of  the          differenJal  concentraJons  of        components  and  we  can  research  on        the  crosstalk  between  different        signal  transducJon  pathways.  

•   We  can  also  simulate  the  inhibiJon        on  specific  reacJons  in  the  system.    

Research & Entrepreneurship Day 2010