211service.com
Geherprogrammeerde stamcellen zitten vol met mutaties
Volwassen cellen die zijn geherprogrammeerd tot stamcellen, herbergen een aantal genetische mutaties, waarvan sommige voorkomen in genen die in verband zijn gebracht met kanker. Hoewel wetenschappers nog niet weten hoe dit het gebruik van de cellen in de geneeskunde kan beïnvloeden, zeggen ze dat de bevindingen aantonen dat de cellen veel uitgebreider moeten worden bestudeerd.
Cellen screenen: Nieuw onderzoek onthult dat geïnduceerde pluripotente stamcellen (hier afgebeeld) een aantal genetische mutaties dragen, die implicaties kunnen hebben voor hun therapeutisch gebruik.
Als we nadenken over het gebruik van [deze] cellen voor therapie, zullen we willen overwegen wat voor soort screeningstesten we willen doen, zegt Lawrence Goldstein , een professor in de moleculaire biologie aan de Universiteit van Californië, San Diego. Een van de grootste zorgen over op stamcellen gebaseerde therapieën was of ze een risico op kanker met zich meebrengen; zowel stamcellen als kankercellen onderscheiden zich door hun vermogen om voortdurend te delen.
In twee studies die vandaag zijn gepubliceerd in Natuur , analyseerden onderzoekers het genoom van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS), volwassen cellen die genetisch of chemisch zijn teruggekeerd naar de stamcelstaat. Deze cellen hebben grote belangstelling getrokken van zowel wetenschappers als het publiek als een potentieel alternatief voor embryonale stamcellen. Net als hun neven van embryo's, kunnen iPS-cellen zich ontwikkelen tot elk type weefsel, waardoor ze een goede kandidaat zijn voor celvervangingstherapieën. Ze zijn ook genetisch afgestemd op de patiënt, wat betekent dat ze niet het risico van immuunafstoting in verband met bestaande celtransplantaties met zich meebrengen.
In een onderzoek, Goldstein, Kun Zhang , en medewerkers van de Universiteit van Californië, San Diego, hebben het gencoderende deel van het genoom gesequenced in 22 iPS-cellijnen die waren geherprogrammeerd met behulp van verschillende methoden. Bij elke cellijn waar we naar keken, vonden we enkele [genetische letter]-mutaties in het eiwitcoderende gebied, gemiddeld zes mutaties per cellijn, zegt Zhang.
Verschillende cellijnen hadden mutaties in verschillende genen, maar een onevenredig aantal mutaties verscheen in genen die betrokken zijn bij celgroei of in genen die eerder in verband zijn gebracht met kanker.
Sommige mutaties komen waarschijnlijk voort uit de evolutionaire druk van het groeien in een schaal. Als een willekeurige mutatie die optreedt tijdens celdeling ervoor zorgt dat dochtercellen sneller groeien dan andere, zal die mutatie wortel schieten in de populatie. Het team van Zhang ontdekte echter dat de mutatiesnelheid in iPS-cellen 10 keer de typische snelheid is voor gekweekte cellen.
Het is nog niet duidelijk waarom iPS-cellen zo'n hoge mutatiesnelheid hebben. Onderzoekers ontdekten dat ongeveer de helft van de mutaties optrad vóór herprogrammering en te vinden waren in een paar cellen in de initiële populatie waarvan de iPS-cellen waren afgeleid. De andere kunnen zijn opgetreden tijdens het herprogrammeringsproces of terwijl de nieuw gecreëerde iPS-cellen groeiden. Het team plant nu soortgelijke tests van embryonale stamcellen.
In de tweede studie in Natuur , gebruikten onderzoekers uit Canada en Finland microarrays - chips bezaaid met stukjes doel-DNA - om een ander type genetische mutatie in iPS-cellen te analyseren: kleine deleties of duplicaties van DNA die bekend staan als structurele variaties. Ze ontdekten dat iPS-cellen meer van deze variaties hadden dan huidcellen of embryonale stamcellen vroeg in het herprogrammeringsproces, maar dat cellen met afwijkingen snel stierven naarmate de populatie bleef groeien.
Onderzoekers zeggen dat er meer onderzoek nodig is om te begrijpen wat de bevindingen betekenen voor toekomstig gebruik van deze cellen in therapieën. De grote vraag is welke van deze veranderingen er echt toe doen, zegt Jeanne Loring, directeur van het Centrum voor Regeneratieve Geneeskunde aan het Scripps Research Institute. We moeten uitzoeken welke relevant zijn en welke slechts ruis zijn. Loring heeft resultaten gepubliceerd die vergelijkbaar zijn met de tweede studie van dit jaar.
Voor een bepaald type genetische veranderingen - bijvoorbeeld mutaties in kankergebonden genen - zouden we duidelijk geen cellen bij patiënten willen gebruiken, zegt Martin Pera , directeur van het Broad Center for Regenerative Medicine aan de University of Southern California, die een commentaar schreef bij de publicatie in Natuur . Maar voor het enorme aantal veranderingen begrijpen we de functionele betekenis niet echt. Zoals het geval is in veel genomics-onderzoeken, heeft het vermogen om diepgaande genetische informatie te verzamelen, ons vermogen om het te interpreteren overtroffen, zegt hij. Dat is de echte uitdaging voor de toekomst.
Een deel van het probleem is dat wetenschappers weinig weten over de mechanismen die ten grondslag liggen aan herprogrammering. We kunnen nog niet identificeren welk specifiek aspect van het herprogrammeringsproces of de celcultuur verantwoordelijk is voor het veroorzaken van deze veranderingen, zegt Pera. Als we dit willen oplossen, moeten we begrijpen welk aspect van het proces van cruciaal belang is.