Unijne badania rzucają światło na zmiany DNA w embrionalnych komórkach macierzystych człowieka
Naukowcy w Europie odkryli, że długotrwała hodowla embrionalnych komórek macierzystych człowieka (hESC) może wywołać zmiany powodujące nieprawidłowości chromosomalne. Odkrycia opublikowane w czasopiśmie Nature Biotechnology stanowią dorobek projektu ESTOOLS (Platformy do odkryć biomedycznych za pomocą embrionalnych komórek macierzystych człowieka), który uzyskał 12 mln EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR). Projekt ESTOOLS ma na celu wypracowanie umiejętności, narzędzi i technik niezbędnych w zastosowaniach komórek ES człowieka w medycynie, farmaceutyce i bioprzemyśle oraz w badaniach nad indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi (IPS). Naukowcy szukający odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób najlepiej zapobiegać szkodliwym zmianom w hodowanych hESC skorzystają z wyników tych ostatnich badań, bowiem dokonane odkrycia pomogą im na bardziej niezawodne stosowanie terapii regeneracyjnych na bazie komórek macierzystych. Zespół naukowców powiedział, że odkrycia pomogą również w dalszych badaniach nad tak zwanym procesem adaptacji hodowli, w którym hodowane hESC naśladują nagromadzenie zmian genetycznych typowych dla zwyrodnienia nowotworowego, co może przynieść wskazówki dotyczące mechanizmów genetycznych odpowiedzialnych za rozwój nowotworów. "Długotrwała hodowla hESC może prowadzić do adaptacji i nabywania nieprawidłowości chromosomalnych, co podkreśla potrzebę wnikliwej analizy genetycznej tych komórek" - czytamy w artykule. Naukowcy badają obecnie embrionalne komórki macierzyste pod kątem możliwości ich wykorzystania w terapiach regeneracyjnej wymiany komórek, ponieważ posiadają one zdolność samoodnawiania się i rozwijania w różnorodne typy komórek i tkanek, takie jak krwinki, neurony, kości czy mięśnie. Jednakże przyznają, że w czasie rozmnażania w laboratorium w wielu liniach hESC zachodzą zmiany genetyczne, które mogą przypominać nieprawidłowości DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego) często występujące w komórkach nowotworowych. Ponadto komórki hESC mogą również doświadczać innych zmian genetycznych, których nie można wykryć za pomocą tradycyjnych metod. W rezultacie pozostają poważne wątpliwości, co do ich zastosowania w medycynie. Zespół wykorzystał wysokiej rozdzielczości analizę DNA do zmapowania zmian genetycznych w 17 liniach hESC hodowanych przez kilka pokoleń i utrzymywanych w różnych laboratoriach. W ramach analizy naukowcy zidentyfikowali 843 różnice w liczbie kopii (CNV) oraz "średnio 24% miejsc utraty heterozygotyczności (LOH) i 66% zmian CNV w hodowli, porównując wczesne i późniejsze pasaże tych samych linii" - jak piszą autorzy. CNV i LOH to zmiany genetyczne, które można powiązać ze zwyrodnieniem nowotworowym. Odkryto, że 30% genów z miejscami CNV ma "zmienioną ekspresję w stosunku do próbek z normalną liczbą kopii, z których ponad 44% miało powiązania funkcjonalne z nowotworem". "Kiedy dowiemy się, które geny są zaangażowane łatwiej będzie odrzucić te linie hESC, w których istnieje większe prawdopodobieństwo pojawienia się mutacji" - wyjaśnia współautor, profesor Peter Andrews, profesor w Centrum Biologii Komórek Macierzystych przy Uniwersytecie w Sheffield w Wlk. Brytanii, lider konsorcjum ESTOOLS. W skład zespołu ESTOOLS wchodzi 21 partnerów (18 akademickich instytutów badawczych i 3 przedsiębiorstwa) z Czech, Finlandii, Hiszpanii, Holandii, Izraela, Niemiec, Szwajcarii, Szwecji, Wlk. Brytanii i Włoch. Partnerzy projektu twierdzą, że działania szkoleniowe i promocja pomogą zmaksymalizować wpływ wyników ich badań i zbudować solidną, konkurencyjną, europejską bazę dla badań nad komórkami ES człowieka.