Ученые выяснили, как «общаются» клетки крови

Исследователи из Университета Торонто создали новую модель, объясняющую, как клетки общаются друг с другом, в частности, как это делают клетки крови. Результаты могут помочь в разработке новых методов лечения таких заболеваний, как лейкемия.

Исследование, опубликованное в журнале Molecular Systems Biology, описывает новую математическую модель, которая:

• Связывает функциональные клеточные анализы с конкретными выходными данными модели.
• Определяет клеточные кинетические параметры (например, скорость клеточного цикла и вероятности самообновления) как функции переменных культивирования.
• Моделирует регуляцию с обратной связью с использованием сетей клеточных взаимодействий.

Трансплантация кроветворных стволовых клеток используется для лечения генетических заболеваний крови (например, анемии) и рака крови (лейкемия, лимфома). Чем больше клеток доступно для трансплантации, тем лучше результат. Однако их сложно выращивать in vitro, что создает дефицит.

Цель исследования — понять, что регулирует рост человеческих кроветворных стволовых клеток вне организма.

«В человеческом теле клетки «общаются» с помощью секретируемых факторов. Иногда они посылают сообщения, стимулирующие рост, а иногда — нарушающие его. Наша модель предоставляет формальную основу для понимания кодов, которые клетки используют в этой системе коммуникации», — пояснил профессор Питер Зандстра.

Команда проверила предсказания модели, культивируя стволовые клетки пуповинной крови. Они научились влиять на межклеточную коммуникацию: подавлять взаимодействия, мешающие росту, и стимулировать те, что его усиливают.

Новая модель позволяет:

• Симулировать результаты культивирования клеток крови.
• Тестировать в компьютерных симуляциях новые идеи по улучшению роста стволовых клеток.
• Получать представление о том, как эти клетки регулируются в организме человека в норме и при патологиях, например, при лейкемии.

Этот подход должен способствовать созданию большего количества кроветворных стволовых клеток для трансплантации, что может значительно помочь сотням тысяч пациентов с заболеваниями крови по всему миру.