Indukovane pluripotentne matične ćelije nude veliki terapeutski potencijal i dragoceno su sredstvo za razumevanje kako se različite bolesti razvijaju. Novo istraživanje pokazuje da takve linije matičnih ćelija treba redovno pregledavati na genetske mutacije kako bi se osigurala tačnost modela bolesti.
U proteklih 10 godina, naučnici su naučili da stvore indukovane pluripotentne matične ćelije (iPSC) od običnih ćelija genetskim reprogramiranjem. Ove ćelije se široko koriste za proučavanje bolesti, jer se mogu diferencirati na skoro svaki tip ćelije u telu i mogu se generisati od bilo kog pojedinca. Međutim, ključni preostali metodološki izazov je da je proces diferencijacije podložan velikim tehničkim varijacijama iz uglavnom nepoznatih razloga.
Profesorka HiLIFE Tenure Track Helena Kilpinen i njena grupa na Univerzitetu u Helsinkiju koriste matične ćelije za proučavanje bioloških mehanizama neurorazvojnih i drugih bolesti povezanih sa mozgom.
Njihova nova studija, upravo objavljena u časopisu Cell Genomics, imala je za cilj da rasvetli razloge za promenljive rezultate diferencijacije iPSC-a. Ovo zajedničko istraživanje sa Univerziteta u Helsinkiju i Univerzitetskog koledža u Londonu pokazuje da kultivisane matične ćelije mogu dobiti nove genetske mutacije koje mogu imati značajan uticaj na sposobnost diferencijacije ćelija.
Istraživači su ispitali ulogu takvih mutacija prateći diferencijaciju više od 200 iPSC linija od zdravih osoba do dopaminergičkih neurona i upoređujući ishod diferencijacije sa profilom mutacije. Koristili su tehnologiju koja analizira jednu po jednu ćeliju kako bi pratili putanje diferencijacije pojedinačnih neurona.
Istraživači su primetili da te iPSC linije sa štetnim mutacijama u genu zvanom BCOR proizvode manje neurona, brže se razmnožavaju u kulturi i predstavljaju velike razlike u ekspresiji gena. Ovaj gen je ključni regulator tokom normalnog embrionalnog razvoja.
„U skladu sa našom originalnom hipotezom, rezultati su pokazali da mutacije stečene tokom generisanja i naknadne kulture iPSC linija mogu imati veliki uticaj na proces diferencijacije, potpuno nezavisno od bilo kakvih procesa specifičnih za bolest“, kaže dr Kilpinen.
Tim je takođe otkrio da mutacioni procesi koji kompromituju proizvodnju neurona u laboratorijskim uslovima dele neke sličnosti sa onima prisutnim tokom formiranja mozga.
„Iznenađujuće, somatske mutacije pronađene u iPSC linijama uticale su na iste gene mutirane tokom ranog razvoja ljudskog mozga. Ako se te mutacije mogu ogledati u ogledalu, imaćemo veoma detaljnu sliku genetskih faktora koji izazivaju neurorazvojnu bolest“, prvi autor studije , kaže Pau Puigdevall koji radi kao postdoktorski istraživač u grupi Helene Kilpinen.
Istraživači su zaključili da njihovi nalazi zahtevaju oprez pri tumačenju fenotipova povezanih sa diferencijacijom koristeći iPSC modele za razumevanje bolesti.
„Na osnovu ovih podataka, potrebno je više optimizacije u laboratoriji da bi se generisali dobri modeli bolesti i na kraju ih koristili u velikoj meri kod pacijenata, posebno kod razvojnih i neuropsihijatrijskih poremećaja“, kaže dr Kilpinen.
