Группа ученых их Центра биомедицинских систем (Centre for Systems Biomedicine, LCSB) Люксембургского университета разработали математическую модель, с помощью которых можно рассчитать последовательность воздействий и химический состав используемых препаратов, с помощью которых можно инициировать эффективное превращение живых клеток определенного типа, к примеру, клеток кожного покрова, в клетки другого типа, даже в клетки нервных тканей.

Расчеты, произведенные с помощью новой математической модели, позволят вырастить любую ткань без необходимости использования крайне дорогостоящих технологий, вовлекающих использование стволовых клеток. Такая возможность играет чрезвычайно огромное значение для бурно развивающейся в последнее время области регенеративной медицины.

Все клетки живых организмов происходят из эмбриональных стволовых клеток, которые являются основным строительным материалом. Делясь, эти стволовые клетки, дифференцируются все больше и больше, превращаясь, в конце концов, в клетки определенного вида тканей. И эти конечные клетки обретают стабильное и устойчивое состояние, к примеру, клетка кожи никогда спонтанно не превратится в клетку сердечной мышцы, в клетку крови или в нервную клетку, если ее специально не подтолкнуть к этому.

Методы перепрограммирования живых клеток находятся еще в «младенческом» возрасте. Только в прошлом году Синья Яманака (Shinya Yamanaka) и Джон Бердон (John Burdon), исследователи в области стволовых клеток, получили Нобелевскую премию за разработку технологии дифференцированного преобразования соматических клеток назад в стволовые клетки.

А первое успешное преобразование клеток кожи в нервные клетки было произведено в одной из лабораторий в 2010 году.

Для того, чтобы инициировать преобразование типа живой клетки ученые-биологи используют «коктейли» со сложным химических молекулярным составом, некоторые вещества в котором отвечают за факторы роста, другие – за генетические преобразования в существующих клетках.

Это позволяет ученым достаточно точно управлять генетической деятельностью конверсионного клеточного процесса. Однако, этот метод является самым тяжелым и длительным научным методом, методом проб и ошибок.

Создав свою математическую модель, исследователи из LCSB заменили метод проб и ошибок компьютерными вычислениями.

«Наша математическая модель основана на обширной базе данных, в которой собрана вся доступная информация о действиях отдельных генов и эффектах этих действий. Выбирая методы активации определенных генов, мы добиваемся активации превращения клеток определенного типа в клетки другого типа. При этом, конечные клетки обладают высокой жизнеспособностью и стабильностью» – рассказывает Айзек Креспо (Isaac Crespo), программист, принимавший участие в создании математической модели.

Теперь, как говорится, дело осталось за малым. Ученым предстоит проверить экспериментально правильность работы математической модели, запустив в лаборатории процессы преобразования одних типов живых клеток в другие.

После этого, и внесения коррекций в модель, ученые-биологи и медики получат в свое распоряжение мощнейший инструмент, способный вывести область регенеративной медицины на качественно новый уровень реализации.