Клетки, перепрограммированные на компьютере
Учёные из Люксембургского центра системной биомедицины (LCSB) разработали модель, которая предсказывает, как дифференцированные клетки (например, клетки кожи) можно эффективно превратить в совершенно другие типы клеток (например, нервные клетки) без использования стволовых клеток. Эти компьютерные инструкции по перепрограммированию клеток имеют огромное значение для регенеративной медицины. Результаты опубликованы в журнале Stem Cells.
Это первая статья в этом журнале, основанная исключительно на теоретических, но практически подтверждённых результатах вычислительной биологии.
От теории к практике
Медицина крайне заинтересована в таких изменениях клеток, поскольку они могут открыть новые возможности для лечения. Например, при заболеваниях нервной ткани можно было бы взять здоровые клетки кожи пациента, перепрограммировать их в нервные клетки и имплантировать для лечения таких болезней, как болезнь Паркинсона.
До сих пор методы перепрограммирования клеток в лаборатории были в значительной степени основаны на методе проб и ошибок, с использованием коктейлей молекул (факторов роста) для контроля генетической активности.
Модель, заменяющая пробы и ошибки
Исследователи LCSB заменили пробы и ошибки компьютерными расчётами. Их теоретическая модель:
- Анализирует базы данных с информацией о действиях генов и их эффектах.
- Определяет гены, поддерживающие стабильность дифференцированных клеток.
- Предсказывает, какие гены в исходных клетках нужно включать и выключать, и в каком порядке, чтобы превратить их в другой тип клеток.
«Наши предсказания оказались очень точными в лаборатории», — говорит профессор Антонио дель Сол. Модель работает одинаково хорошо как для близкородственных, так и для эволюционно далёких типов клеток, позволяя «перепрыгивать» между ними без использования стволовых клеток.
Остаётся лабораторная задача для биологов: идентифицировать факторы роста, которые инициируют предсказанные генетические изменения в правильном порядке.