НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o578.pdf (748.00Кб)

УДК 51.76 : 517.9 : 57.085.23

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Предлагаются  модели развития изолированной популяционной  системы, состоящей из четырех видов стволовых клеток человека: нормальных клеток, аномальных клеток двух типов (например, анеуплоидных и полиплоидных) и практически "бессмертных" (раковых) клеток. Популяционная  система развивается в лабораторных условиях (in vitro). В процессе деления нормальные клетки в результате мутаций могут стать аномальными клетками одного из двух типов, далее в результате повторных мутаций аномальные клетки любого типа могут стать  практически "бессмертными". Перерождение аномальных клеток одного типа в другой предполагается невозможным.
Построены две модели развития клеточной популяционной системы: при отсутствии ограничений на ресурсы и в условиях конкуренции за ресурсы. Конкуренции за ресурсы в математической модели учитывается заданием зависимостей скоростей деления клеток от количества клеток в популяционной системе. Рассматриваются кусочно-линейные и экспоненциальные зависимости.
Модели  позволяют исследовать процессы образования популяций аномальных и "бессмертных" клеток из популяции нормальных клеток, а также процессы совместного развития этих популяций. Анализ поведения траекторий модели показывает, что траектории, начинающиеся в первом октанте, не выходят из него, что соответствует биологическому смыслу рассматриваемой задачи. Приведены результаты численного моделирования.

1. Бочков Н.П., Никитина В.А. Цитогенетика стволовых клеток человека // Молекулярная медицина. 2008. № 3. С . 40-47.
2. Чаушева А.И., Никитина В.А., Жанатаев А.К., Дурнев А.Д., Бочков Н.П. ДНК повреждения в мультипотентных мезенхимных стромальных клетках человека при разных сроках культивирования // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2011. № 4. С . 39-41.
3. Бочков Н.П., Никитина В.А., Рослова Т.А., Чаушев И.Н., Якушина И.И. Клеточная терапия наследственных болезней // Вестник Российской академии медицинских наук. 2008. № 10. С . 20-28.
4. Бочков Н.П., Никитина В.А., Буяновская О.А., Воронина Е.С., Гольдштейн Д.В., Кулешов Н.П., Ржанинова А.А., Чаушев И.Н. Анеуплоидия в стволовых клетках, выделенных из жировых тканей человека // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2008. Т. 146, № 9. C. 320-323.
5. Бочков Н.П., Никитина В.А., Воронина Е.С., Кулешов Н.П. Методическое пособие по тестированию клеточных трансплантатов на генетическую безопасность // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2009. № 4. C . 183-189.
6. Torres E.M. Aneuploidy: Cells Losing Their Balance // Genetics. 2008. Vol. 179, no. 2. P. 737-746. DOI: 10.1534/genetics.108.090878
7. Никитина В.А., Чаушева А.И. Риск генетической трансформации мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток in vitro // Генетика. 2014. Т. 50, № 1. С. 100 - 105. DOI: 10.7868/S0016675813120072
8. Бочков Н.П., Виноградова М.С., Волков И.К., Кулешов Н.П. Математическая модель суммарных численностей взаимодействующих клеточных популяций // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2011. № 1. С. 18-24.
9. Бочков Н.П., Виноградова М.С., Волков И.К. Оценка вероятности реализации вариантов развития взаимодействующих клеточных популяций // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2011. № 3. С. 31-43.
10. Виноградова М.С. Качественный анализ модели функционирования взаимодействующих клеточных популяций // Наука и образование. Электрон. журн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. № 11. С. 1-20. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/251409.html (дата обращения 01.10.2015).
11. Виноградова М.С. Динамическая модель клеточной популяционной системы // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 12. С. 175-192. DOI:10.7463/1213.0646463
12. Виноградова М.С. Анализ сценариев развития клеточной популяционной системы // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 11. С. 607-622. DOI:10.7463/1114.0735732
13. Виноградова М.С., Тырина О.В. Модель динамики развития популяционной системы, включающей три типа клеток // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 12. С. 175-192. DOI:10.7463/1214.0743242
14. Буяновская О.А., Кулешов Н.П., Никитина В.А., Воронина Е.С., Катосова Л.Д., Бочков Н.П. Спонтанная анеуплоидия и клонообразование в стволовых клетках жировой ткани при разных сроках культивирования // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2009. № 2. C . 123-127.
15. Duesberg P., Mandrioli D., McCormack A., Nicholson J.M. Is carcinogenesis a form of speciation? // Cell Cycle. 2011. Vol. 10, iss. 3. P. 2100-2114. DOI: 10.4161/cc.10.13.16352
16. Александрова Е.А. Индукция апоптоза в анеуплоидных клетках: дис. ... канд. биол. наук. М., 2004. 191 c.
17. Шаманская Т.В., Осипова Е.Ю., Румянцев С.А. Технологии культивирования мезенхимальных стволовых клеток ex vivo для клинического использования // Онкогематология. 2009. № 3. C. 69-76.
18. Abercrombie M. Contact inhibition in tissue culture // In Vitro. 1970. Vol. 6, no. 2. P. 128-142. DOI: 10.1007/BF02616114