иПСК-мутанты
Индуцированные стволовые клетки накапливают мутации во время перепрограммирования
Софья Дубовскова, PCR.news
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека (human induced Pluripotent Stem Cells, hiPSC) — привлекательный объект для исследований в регенеративной медицине. Их можно размножать и дифференцировать во многие типы клеток, моделировать с их помощью заболевания in vitro и, в перспективе, применять для клеточной терапии. Однако hiPSC могут наследовать мутации исходных донорских соматических клеток и накапливать новые мутации в ходе перепрограммирования и культивирования. Ученые из Великобритании провели первое систематическое исследование целостности генома и онкогенного потенциала hiPSC. Они проверили, влияют ли мутации на поведение и функции стволовых клеток.
Ученые работали с hiPSC, полученными из фибробластов кожи (F-hiPSC) и эндотелиальных клеток-предшественников (B-hiPSC) от семи здоровых мужчин и четырех здоровых женщин. Анализ данных полногеномного секвенирования выявил большее количество мутаций в F-hiPSC по сравнению с B-hiPSC. При этом в F-hiPSC преобладали мутации, ассоциированные с воздействием ультрафиолета. Эти результаты подтвердились при анализе полноэкзомных данных 452 линий F-hiPSC, полученных от 288 доноров, из банка HipSci.
В геноме B-hiPSC, напротив, не было признаков повреждения УФ-излучением, но присутствовали свидетельства окислительного повреждения. Мутационная нагрузка в сестринских линиях F-hiPSC, полученных в одном эксперименте по репрограммированию фибробластов от одного донора, существенно различалась. Это может указывать на неодинаковые мутационные ландшафты исходных фибробластов. Исследователи сделали вывод, что мутации в F-hiPSC связаны с воздействием солнечного света на фибробласты кожи, при этом разные клетки подвергаются разным уровням излучения.
На следующем этапе ученые проанализировали мутации, обнаруженные в hiPSC, с помощью базы данных COSMIC Cancer Gene Census. Они идентифицировали 272 мутации в 145 генах, ассоциированных с онкозаболеваниями, но отмечают, что некоторые из этих мутаций могут быть так называемыми пассажирами (passenger mutations), не дающими преимущества в скорости роста. Как в F-hiPSC, так и B-hiPSC ученые нашли признаки положительно отбора мутаций в онкогене BCOR. Однако в результатах секвенирования ДНК исходных фибробластов этих мутаций не было. Это означает, что они возникли в F-hiPSC при манипуляциях in vitro.
BCOR кодирует корепрессор протоонкогенного фактора транскрипции BCL6. Соматические мутации в BCOR обнаруживаются при злокачественных заболеваниях крови и других видах рака. Белок BCOR входит в группу polycomb, которая регулирует самообновление и дифференцировку стволовых клеток и имеет решающее значение для поддержания плюрипотентности. Ученые показали, что мутации в BCOR снижают потенциал дифференцировки клеток B-hiPSC, то есть изменения в ДНК стволовых клеток, возникающие при работе с ними, могут иметь функциональные последствия.
Основываясь на результатах исследования, авторы сформулировали рекомендации по работе с hiPSC. Во-первых, следует получать их из соматических клеток с минимально поврежденным геномом. Во-вторых, продолжительность культивирования должна быть максимально короткой. Кроме того, перед использованием hiPSC необходимо тщательно анализировать их геномы.
Статья Rouhani et al. Substantial somatic genomic variation and selection for BCOR mutations in human induced pluripotent stem cells опубликована в журнале Nature Genetics.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru