211service.com
Omprogrammerade stamceller är fulla av mutationer
Vuxna celler som har omprogrammerats till stamceller har ett antal genetiska mutationer, av vilka några förekommer i gener som har kopplats till cancer. Även om forskare ännu inte vet hur detta kan påverka användningen av cellerna i medicin, säger de att resultaten visar att cellerna behöver studeras mycket mer omfattande.
Screening av celler: Ny forskning visar att inducerade pluripotenta stamceller (visas här) bär på ett antal genetiska mutationer, vilket kan ha konsekvenser för deras terapeutiska användning.
När vi funderar på att använda [dessa] celler för terapi, kommer vi att vilja överväga vilka typer av screeningtest vi vill göra, säger Lawrence Goldstein , professor i molekylärbiologi vid University of California, San Diego. En av de största problemen med stamcellsbaserade terapier har varit om de medför en risk för cancer; både stamceller och cancerceller kännetecknas av sin förmåga att kontinuerligt dela sig.
I två studier publicerade idag i Natur , analyserade forskare genomet av inducerade pluripotenta stamceller (iPS), vuxna celler som genetiskt eller kemiskt har återgått till stamcellstillståndet. Dessa celler har väckt stort intresse från både forskare och allmänheten som ett potentiellt alternativ till embryonala stamceller. Liksom deras embryohärledda kusiner kan iPS-celler utvecklas till vilken typ av vävnad som helst, vilket gör dem till en bra kandidat för cellersättningsterapier. De är också genetiskt anpassade till patienten, vilket innebär att de inte medför risken för immunavstötning i samband med befintliga celltransplantationer.
I en studie, Goldstein, Kun Zhang , och medarbetare vid University of California, San Diego, sekvenserade den genkodande delen av genomet i 22 iPS-cellinjer som hade omprogrammerats med flera olika metoder. Varje cellinje vi tittade på hittade vi enstaka mutationer [genetisk bokstav] i den proteinkodande regionen, i genomsnitt sex mutationer per cellinje, säger Zhang.
Olika cellinjer hade mutationer i olika gener, men ett oproportionerligt antal av mutationerna förekom i gener som är involverade i celltillväxt eller i gener som tidigare har kopplats till cancer.
En del av mutationerna uppstår troligen från det evolutionära trycket att odla i en maträtt. Om en slumpmässig mutation som uppstår under celldelning hjälper dotterceller att växa snabbare än andra, kommer den mutationen att slå rot i befolkningen. Zhangs team fann dock att mutationshastigheten i iPS-celler är 10 gånger den typiska hastigheten för odlade celler.
Det är ännu inte klart varför iPS-celler har så hög mutationshastighet. Forskare fann att ungefär hälften av mutationerna inträffade före omprogrammering och kunde hittas i ett fåtal celler i den initiala populationen från vilken iPS-cellerna härrörde. De andra kan ha inträffat under omprogrammeringsprocessen eller när de nyskapade iPS-cellerna växte. Teamet planerar nu liknande tester av embryonala stamceller.
I den andra studien i Natur , använde forskare från Kanada och Finland mikroarrayer – chip prickade med bitar av mål-DNA – för att analysera en annan typ av genetisk mutation i iPS-celler: små deletioner eller duplikationer av DNA som kallas strukturella variationer. De fann att iPS-celler hade fler av dessa variationer än vad vare sig hudceller eller embryonala stamceller gjorde tidigt i omprogrammeringsprocessen, men att celler som bär avvikelser snabbt dog ut när befolkningen fortsatte att växa.
Forskare säger att mer forskning behövs för att förstå vad resultaten betyder för framtida användning av dessa celler i terapier. Den stora frågan är vilken av dessa förändringar som verkligen spelar roll, säger Jeanne Loring, chef för Center for Regenerative Medicine vid Scripps Research Institute. Vi måste ta reda på vilka som är relevanta och vilka som bara är buller. Loring har publicerat resultat som liknar den andra studien i år.
För någon typ av genetiska förändringar - mutationer i cancerlänkade gener, till exempel - skulle vi helt klart inte vilja använda celler i patienter, säger Martin Pera , chef för Broad Center for Regenerative Medicine vid University of Southern California, som skrev en kommentar som åtföljde publikationen i Natur . Men för det stora utbudet av förändringar förstår vi inte riktigt funktionell betydelse. Som fallet är i många genomikstudier har förmågan att samla in djupgående genetisk information överträffat vår förmåga att tolka den, säger han. Det är den verkliga utmaningen framöver.
En del av problemet är att forskare vet lite om mekanismerna bakom omprogrammering. Vi kan ännu inte identifiera vilken speciell aspekt av omprogrammeringsprocessen eller cellkulturen som är ansvarig för att skapa dessa förändringar, säger Pera. Om vi vill åtgärda detta måste vi förstå vilken aspekt av processen som är kritisk.