Математика для стволовых клеток

 

Про стволовые клетки все наслышаны, как и про то, откуда их добывают: например, пуповинная кровь, костный мозг, пульпа молочных зубов, а ещё, оказывается, и зубы мудрости – ценный материал для добычи этих чудо-клеток. Не так давно мир облетела и радостная новость о том, что японцы сумели вырастить из стволовых клеток новые зубы – пока, правда, мышкам. Нам это вряд ли в ближайшее время грозит, и в лучшем случае придется вставлять имплантаты и наводить мосты, а в худшем – приклеивать «корегой» вставные челюсти, но всё же в том, что у клеточных технологий большое будущее, практически никто не сомневается. Многие уже сейчас подумывают о заготовке стволовых клеток на потом, когда прогресс в этой области сделает возможным выращивание новых органов и для людей. Но сохранение стволовых клеток – актуальная и непростая задача. Легко сказать – заморозить, разморозить, но как это  сделать, чтобы клетки не погибли? Слишком медленное замораживание превратит внеклеточную жидкость в лёд раньше, чем внутриклеточную, что повысит концентрацию солей вне клетки и в стремлении восстановить водно-солевой баланс приведет к её обезвоживанию. Клетка начнет съеживаться:

Слишком быстрое замораживание приведет к образованию кристалликов льда внутри клетки, которые при слишком медленном оттаивании могут с'агрегироваться в более крупные, способные клетку повредить.  Кроме того, клетка может и разбухнуть от притока внеклеточной жидкости, если лёд внутри неё начнет образовываться раньше, чем снаружи.

Математика помогает найти золотую середину и вычислить отимальные температурные режимы — так, чтобы выживаемость при заморозке-оттаивании была максимальной. При этом, оказывается, что температура в холодильной камере вовсе не должна падать монотонно по времени, особенно в период образования льда, а делать зигзаг вниз в виде острой «галочки». Предугадать это без вычислений вряд ли возможно.

Вобщем, берегите зубы, друзья! И зубы мудрости в том числе

 

Обсудить у себя 10
Комментарии (34)

Да уж, не дожить...

Ну, Настя с Варей доживут.

У них пока и молочные зубки не все вылезли. Но кто знает..

Вылезут, и ещё масса биоматериала для добычи стволовых клеток добавится.

Рано ещё  им про стволовые клетки. а нам поздно. ну тебе по работе может в самый раз.))

Никак не рано, готовь сани с лета.

зубы мудрости такие ценные, а их сказали, надо удалять..)

Да, зубы мудрости ценны: пара манипуляций генетиков, и получаем ценные стволовые клетки.

а у нас только в мусорное ведро их выбрасывают… вот незадача!

Ну, это временно.

ой, как далеко… тут ещё с гриппом не разберутся и с банальным насморком. ))

Да, по сравнению с электроникой биотехнологии, кажется, прогрессируют медленнее, но всё-таки достижения невероятные.

Есть конечно! Но страшные болезни так же «косят» людей-вот и кажется, что топчемся на месте.

Но продолжительность жизни в среднем всё же растёт.

Спасибо! Интересно!
но, вроде бы, уже довольно давно разные криобанки и всякое такое существуют.
в том числе и стволовых клеток.
наверное, и мат.моделирование проводили.
и гарантии разные дают.
в чём новизна?
если не тайна, конечно))
или это просто отвлечённая популяризация?)

Нет, не секрет. Был у нас такой проект в том самом научном центре, который мы уже обсуждали, в начале двухтысячных. А началось с обращения одной фирмы, занимавшейся изготовлением таких криобанков – айскубов. Попросили оптимизировать температурную кривую в пробирках с биоматериалом, чтобы уменьшить участок выделения латентного тепла. Причем, всё серьёзно: привезли в центр свой ледяной кубик, разрешили экспериментировать с заморозкой биоматериала. Всё получилось, причем с двойной пользой: им то, что они хотели, нам – новая область применения тех методов, которыми владеем, и мотивация к развитию новых. Вскоре эти задачи вылились в уже математический проект  с прикладным аспектом.

Спасибо!)
только вот немного запутался в последней части ответа)
ваша группа отработала мат.моделирование в сфере криобиологии (айскубы), а потом получила задание применить методику в разработке чего-то прикладного в сфере всё той же криобиологии?
а «математический проект», это показатель того, что в данном случае математика, не ассистент, а руководитель?) расчитываете возможность существования форм жизни на иной элементной базе в условиях экстремально низких температур ледяных комет?)
и возвращаясь к оптимизации) по результатам изменилась только вероятность повреждения биоматериала или и сроки хранения тоже?
благодарю за ответ!)

Здесь есть государственный научный фонд (типа РФФИ), в котором можно получить грант на исследования, теоретические или прикладные. При этом кооперация с кем-либо не обязательна. Там, конечно, большой конкурс (в среднем принимается лишь около трети проектов), и успех очень сильно зависит от наличия хорошего задела. В нашем случае таким заделом и была работа, проделанная для криофирмочки. В ходе этой работы возникли новые математические задачи и постановки, интересные как в прикладном смысле, так и сами по себе. Сформулировали эти задачи, подали в фонд, получили положительное решение. То есть придумали сами себе задание и, таким образом, выражаясь Вашими словами, математика стала не ассистентом, а сама себе хозяином. Нет, кометами не занимались, только криопрезервацией и только с точки зрения уменьшения рисков повреждения биоматериала.

хотелось бы уточнить по поводу фонда и исследовательских групп.
как я понимаю, группы существуют не сами по себе, а под крылом соответствующей организации. каким образом тогда производится работа по гранту от сторонней организации?
какой смысл вашей организации держать группу работающую по стороннему гранту?
или это просто некая форма объединения учёных для хождения по грантам?
Вы уж простите, если туплю) я простой уборщик. интересно пообщаться не просто с умным человеком, а с математиком!
и раз уж всё равно отвлёкся… Вы не из Краматорска случаем? ник на ютубе зацепил)
Спасибо за ответ!)

Вопросы логичные, что это за учереждение, где такие умные и любознательные уборщики?

Деньги из фонда идут не впрямую сотрудникам, работающим по проекту, а на счет организации, которая и выплачивает их сотрудникам в виде зарплаты. Кроме того, организация получает от фонда дополнительные деньги на сопутствующие расходы, ведь она предоставляет всю инфраструктуру: помещение, компьютеры, принтеры и прочее.

В Краматорске я родилась, но прожила там всего полтора года.

Спасибо!)

рынок

а «материнская» организация является «генератором идей» или только площадкой, полигоном?
(дилетантски) интересно, а математики (например, вашей группы) используют максимально широкий сектр мат.инструментов или максимально широко применяют малое кол-во инструментов? и изобретают ли что-то новое? работают ли, пусть и в частном порядке, над разными нерешёнными проблемами, доказательствами и всякими остальными парадоксами математики и не только?)

а высшую математику и кандидатскую не в Донецке ли осваивали?)
Спасибо за ответ!

Идеи генерируют сотрудники, и им не так уж важно, к какой организации они причислены. Конечно, каждый является специалистом в какой-то области математики, или нескольких, и стремится применить то, чем владеет лучше всего. Но связь с практическими задачами всегда стимулирует к развитию чего-то нового, будь то какой-то теоретический результат или численный метод.

Нет, не в Донецке, я с Урала.

очень хорошо!

под генератором идей, я подразумевал задания.
мне вспомнился Гриша Перельман и потому спросил про индивидуальные работы над различными математическими проблемами. именно в этом ключе)
есть у Вас или кого-либо какая-то идея/и фикс над которой мозг работает вне зависимости от хотелок работодателей? если не секрет конечно))

Мой мозг озабочен обращением желаний работодателя в разумное русло и извлечением из них максимальной пользы в том смысле, чтобы заниматься тем, что мне интересно.


пасиба)

Интересная информация! Но хотелось бы, чтобы элементарные болезни научились лечить.

Работа идёт, но и болезни не стоят на месте. Вот бактерии, например, обнаглели и, похоже, уже выигрывают войну с антибиотиками.

С органами, конечно, еще работать и работать — сколько ученые ни бились, а смоделировать все процессы, которые выполняет к примеру, печень, они так и не смогли — а значит, невозможно создать орган, который полностью заменял бы человеку больной и вследствие этого удаленный. Знают только, что всё к ней сводится

Знаете, я такая древняя, что застала ещё ЭВМ (электронно-вычислительные машины, если что) на лампах. Они занимали целые залы. Мог ли тогда кто-то подумать, что за всего пару-тройку десятилетий появятся миниатюрные компьютеры, в миллионы раз обгоняющие как по памяти, так и по скорости те, в которые вводили перфокарты и перфоленты? Да ни один фантаст такого не предсказывал. В биотехнологиях, медицине прогресс тоже огромный, но тут мы имеем дело с живой материей, которая ещё и сопротивляется. Поэтому к слову «невозможно» я бы добавила «пока».

о, надеюсь мои четыре мудрости пошли на доброе дело)

А я вот до сих пор жду, когда четвёртый вылезет.

мне нельзя было ждать, а у отца тоже не вылез, уже другие все выпали, а этотне вылез

А я тут прочла, что иногда зубы мудрости вырастают после 60-70 лет. Так что у Вашего отца ещё, может, и вылезет.

вряд ли)

Чтобы комментировать надо зарегистрироваться или если вы уже регистрировались войти в свой аккаунт.

Войти через социальные сети:

Warwara
Warwara
Была на сайте сегодня в 01:06
Читателей: 57 Опыт: 2261.22 Карма: 68.5103
все 54 Мои друзья