211service.com
Omprogrammerede stamceller er fyldt med mutationer
Voksne celler, der er blevet omprogrammeret til stamceller, rummer en række genetiske mutationer, hvoraf nogle optræder i gener, der har været forbundet med kræft. Selvom forskerne endnu ikke ved, hvordan dette kan påvirke brugen af cellerne i medicin, siger de, at resultaterne viser, at cellerne skal studeres meget mere omfattende.
Screening af celler: Ny forskning afslører, at inducerede pluripotente stamceller (vist her) bærer en række genetiske mutationer, som kan have konsekvenser for deres terapeutiske anvendelse.
Når vi tænker på at bruge [disse] celler til terapi, vil vi overveje, hvilke slags screeningstest vi vil lave, siger Lawrence Goldstein , professor i molekylærbiologi ved University of California, San Diego. En af de største bekymringer ved stamcelle-baserede terapier har været, om de indebærer en risiko for kræft; både stamceller og kræftceller er kendetegnet ved deres evne til kontinuerligt at dele sig.
I to undersøgelser offentliggjort i dag i Natur , analyserede forskere genomet af inducerede pluripotente stamceller (iPS), voksne celler, der er blevet genetisk eller kemisk vendt tilbage til stamcelletilstanden. Disse celler har tiltrukket sig intens interesse fra både videnskabsmænd og offentligheden som et potentielt alternativ til embryonale stamceller. Ligesom deres embryo-afledte fætre kan iPS-celler udvikle sig til enhver type væv, hvilket gør dem til en god kandidat til celleerstatningsterapier. De er også genetisk matchet til patienten, hvilket betyder, at de ikke bærer risikoen for immunafstødning forbundet med eksisterende celletransplantationer.
I en undersøgelse, Goldstein, Kun Zhang , og samarbejdspartnere ved University of California, San Diego, sekventerede den genkodende del af genomet i 22 iPS-cellelinjer, der var blevet omprogrammeret ved hjælp af flere forskellige metoder. Hver cellelinje, vi så på, fandt vi enkelte [genetisk bogstav] mutationer i den proteinkodende region, et gennemsnit på seks mutationer pr. cellelinje, siger Zhang.
Forskellige cellelinjer havde mutationer i forskellige gener, men et uforholdsmæssigt stort antal af mutationerne optrådte i gener involveret i cellevækst eller i gener, der tidligere har været forbundet med kræft.
Nogle af mutationerne stammer sandsynligvis fra det evolutionære pres ved at dyrke i en skål. Hvis en tilfældig mutation, der opstår under celledeling, hjælper datterceller til at vokse hurtigere end andre, vil den mutation slå rod i befolkningen. Zhangs team fandt dog, at mutationshastigheden i iPS-celler er 10 gange den typiske hastighed for dyrkede celler.
Det er endnu ikke klart, hvorfor iPS-celler har så høj en mutationsrate. Forskere fandt ud af, at omkring halvdelen af mutationerne opstod før omprogrammering og kunne findes i nogle få celler i den oprindelige population, hvorfra iPS-cellerne var afledt. De andre kan være opstået under processen med omprogrammering, eller da de nyoprettede iPS-celler voksede. Holdet planlægger nu lignende test af embryonale stamceller.
I den anden undersøgelse i Natur , brugte forskere fra Canada og Finland mikroarrays - chips prikket med stykker af mål-DNA - til at analysere en anden type genetisk mutation i iPS-celler: små deletioner eller duplikationer af DNA kendt som strukturelle variationer. De fandt ud af, at iPS-celler havde flere af disse variationer, end enten hudceller eller embryonale stamceller gjorde tidligt i omprogrammeringsprocessen, men at celler med abnormiteter hurtigt døde, efterhånden som befolkningen fortsatte med at vokse.
Forskere siger, at der er behov for mere forskning for at forstå, hvad resultaterne betyder for fremtidig brug af disse celler i terapier. Det store spørgsmål er, hvilke af disse ændringer der virkelig betyder noget, siger Jeanne Loring, direktør for Center for Regenerativ Medicin ved Scripps Research Institute. Vi skal finde ud af, hvilke der er relevante, og hvilke der bare er støj. Loring har offentliggjort resultater, der ligner den anden undersøgelse i år.
For nogle typer genetiske ændringer - mutationer i kræftforbundne gener, for eksempel - ville vi helt klart ikke ønske at bruge celler i patienter, siger Martin Pera , direktør for Broad Center for Regenerative Medicine ved University of Southern California, som skrev en kommentar, der fulgte med publikationen i Natur . Men for det store udvalg af ændringer forstår vi ikke rigtig funktionel betydning. Som det er tilfældet i mange genomiske undersøgelser, har evnen til at indsamle dybdegående genetisk information overgået vores evne til at fortolke den, siger han. Det er den egentlige udfordring fremover.
En del af problemet er, at forskerne ikke ved meget om de mekanismer, der ligger til grund for omprogrammering. Vi kan endnu ikke identificere, hvilket særligt aspekt af omprogrammeringsprocessen eller cellekulturen, der er ansvarlig for at fremkalde disse ændringer, siger Pera. Hvis vi ønsker at løse dette, er vi nødt til at forstå, hvilket aspekt af processen der er kritisk.