Matematikken avdekker mønstre i sykdommens utvikling

Antibiotikaresistens og kreft er blant de største utfordringene i moderne medisin. På et abstrakt nivå har de evolusjonære prosessene bak disse to sykdommene overraskende mange paralleler, som matematiske modeller kan dra nytte av.

Denne avhandlingen tar for seg en bestemt type av slike modeller, de såkalte Evolutionary Accumulation Models (EvAM). Disse gir innsikt i om ulike mulige biologiske endringer i en celle påvirker hverandre. Målet er å få en bedre forståelse av hvordan komplekse evolusjonære prosesser, som ved kreft og antibiotikaresistens, fungerer, og å identifisere mulige utgangspunkt for forebygging og behandling.

Avhandlingen kombinerer biologi, statistikk og moderne matematikk for å bidra til dette langsiktige målet. Et av hovedfokusområdene er å gjøre EvAM-modellene, som hittil hovedsakelig har blitt brukt i kreftforskning, tilgjengelige for analyse av hvordan antibiotikaresistens utvikler seg. I tillegg bidrar arbeidet også til metodiske videreutviklinger som gjør det enklere å utnytte mer av de tilgjengelige dataene og sammenligne resultater fra ulike datasett på en mer sustematisk måte.

Ved å benytte metoder fra anvendt algebraisk geometri bidrar arbeidet dessuten til et nytt perspektiv og gjør det mulig å undersøke grunnleggende geometriske strukturer i modelløsningene. Dermed baner den vei for en ny forskningsretning innenfor EvAM, i skjæringspunktet mellom matematikk og biologi.

Personalia

Jessica Renz (f. 1995) studerte matematikk og biologi ved Universitetet i Stuttgart i Tyskland før hun begynte på doktorgraden ved Universitetet i Bergen. Doktorgradsarbeidet hennes kombinerer matematikk, statistikk og biologi, og ble gjennomført ved Matematisk institutt. Hun hadde Iain G. Johnston som hovedveileder og Morten Brun som medveileder.