211service.com
Přeprogramované kmenové buňky jsou plné mutací
Dospělé buňky, které byly přeprogramovány na kmenové buňky, obsahují řadu genetických mutací, z nichž některé se objevují v genech, které jsou spojovány s rakovinou. Zatímco vědci zatím nevědí, jak by to mohlo ovlivnit použití buněk v medicíně, tvrdí, že zjištění ukazují, že buňky je třeba studovat mnohem rozsáhleji.
Screening buněk: Nový výzkum odhaluje, že indukované pluripotentní kmenové buňky (zde zobrazené) nesou řadu genetických mutací, které by mohly mít důsledky pro jejich terapeutické použití.
Když přemýšlíme o použití [těchto] buněk pro terapii, budeme chtít zvážit, jaké druhy screeningových testů chceme udělat, říká Lawrence Goldsteina , profesor molekulární biologie na Kalifornské univerzitě v San Diegu. Jednou z hlavních obav ohledně terapií založených na kmenových buňkách bylo, zda nesou riziko rakoviny; jak kmenové buňky, tak rakovinné buňky se vyznačují schopností kontinuálního dělení.
Ve dvou studiích zveřejněných dnes v Příroda , výzkumníci analyzovali genom indukovaných pluripotentních kmenových (iPS) buněk, dospělých buněk, které byly geneticky nebo chemicky vráceny do stavu kmenových buněk. Tyto buňky přitahovaly intenzivní zájem vědců i veřejnosti jako potenciální alternativa k embryonálním kmenovým buňkám. Stejně jako jejich sestřenice pocházející z embryí se iPS buňky mohou vyvinout do jakéhokoli typu tkáně, což z nich dělá dobrého kandidáta na terapie nahrazující buňky. Jsou také geneticky přizpůsobeny pacientovi, což znamená, že nenesou riziko imunitního odmítnutí spojeného s existujícími transplantacemi buněk.
V jedné studii Goldstein, Kun Zhang a spolupracovníci z Kalifornské univerzity v San Diegu sekvenovali část genomu kódující gen ve 22 buněčných liniích iPS, které byly přeprogramovány pomocí několika různých metod. V každé buněčné linii, na kterou jsme se podívali, jsme našli jednotlivé [genetické-písmeno] mutace v oblasti kódující protein, v průměru šest mutací na buněčnou linii, říká Zhang.
Různé buněčné linie měly mutace v různých genech, ale neúměrný počet mutací se objevil v genech zapojených do buněčného růstu nebo v genech, které byly dříve spojovány s rakovinou.
Některé z mutací pravděpodobně pocházejí z evolučního tlaku pěstování v misce. Pokud náhodná mutace, ke které dojde během buněčného dělení, pomůže dceřiným buňkám růst rychleji než ostatním, tato mutace se v populaci zakoření. Zhangův tým však zjistil, že rychlost mutace v buňkách iPS je 10krát vyšší než typická rychlost pro kultivované buňky.
Zatím není jasné, proč mají iPS buňky tak vysokou míru mutací. Výzkumníci zjistili, že zhruba polovina mutací se objevila před přeprogramováním a lze je nalézt v několika buňkách v počáteční populaci, ze které byly buňky iPS odvozeny. K ostatním mohlo dojít během procesu přeprogramování nebo při růstu nově vytvořených buněk iPS. Tým nyní plánuje podobné testy embryonálních kmenových buněk.
Ve druhé studii v Příroda , výzkumníci z Kanady a Finska použili mikročipy - čipy poseté kousky cílové DNA - k analýze jiného typu genetické mutace v buňkách iPS: malé delece nebo duplikace DNA známé jako strukturální variace. Zjistili, že iPS buňky měly více těchto variací než kožní buňky nebo embryonální kmenové buňky na začátku procesu přeprogramování, ale že buňky nesoucí abnormality rychle odumřely, protože populace pokračovala v růstu.
Vědci tvrdí, že je zapotřebí více výzkumu, abychom pochopili, co zjištění znamenají pro budoucí použití těchto buněk v terapiích. Velkou otázkou je, na kterých z těchto změn skutečně záleží, říká Jeanne Loringová, ředitel Centra regenerativní medicíny ve Scripps Research Institute. Musíme zjistit, které jsou relevantní a které jsou jen šumem. Loring zveřejnil výsledky podobné druhé letošní studii.
U některých typů genetických změn – například mutací v genech spojených s rakovinou – bychom zjevně nechtěli používat buňky u pacientů, říká Martin Pera , ředitel Broad Center for Regenerative Medicine na University of Southern California, který napsal komentář doprovázející publikaci v roce Příroda . Ale pro širokou škálu změn ve skutečnosti nerozumíme funkčnímu významu. Jak je tomu v mnoha studiích genomiky, schopnost shromažďovat hloubkovou genetickou informaci předčila naši schopnost ji interpretovat, říká. To je skutečná výzva do budoucna.
Část problému spočívá v tom, že vědci vědí málo o mechanismech, které jsou základem přeprogramování. Zatím nemůžeme určit, jaký konkrétní aspekt procesu přeprogramování nebo buněčné kultury je zodpovědný za vyvolání těchto změn, říká Pera. Pokud to chceme napravit, musíme pochopit, který aspekt procesu je kritický.