Около 30% индуцированных плюрипотентных стволовых клеток оказались генетически нестабильными

Консорциум биомедицинских учёных сообщает, что примерно 30% проанализированных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSCs) из 10 научных учреждений были генетически нестабильны и небезопасны для клинического применения.

В исследовании, опубликованном в журнале Stem Cell Reports и финансируемом Национальным институтом сердца, лёгких и крови (NHLBI), охарактеризован большой набор iPSCs. Эти клетки репрограммируются из взрослых клеток кожи или клеток пуповинной крови и могут стать любым типом клеток организма — состояние плюрипотентности, аналогичное эмбриональным стволовым клеткам человека (hESCs).

Проблемы с безопасностью и стандартами

Учёные, входящие в Консорциум биологии клеток-предшественников (Progenitor Cell Biology Consortium), столкнулись с неожиданно большим количеством нестабильных производственных процессов для iPSCs. Это включало некоторые клеточные линии, загрязнённые бактериями или несущие гены и мутации, связанные с раком.

«Высокое количество нестабильных клеточных линий, выявленных в исследовании, подчёркивает важность установления стандартов безопасности для клеточных терапий», — заявила старший автор Кэролайн Лутцко (Carolyn Lutzko), PhD.

Сравнение методов и происхождения клеток

Исследователи сравнили 58 различных линий iPSCs, полученных разными институтами. Клетки были созданы с использованием различных генов, методов и клеток-источников (кожа взрослых vs. пуповинная кровь младенцев). Их оценивали по:

• Генетической стабильности
• Скорости плюрипотентности
• Другим научным критериям

Качество клеточных линий зависело от происхождения репрограммированных клеток (кожа vs. кровь, мужские vs. женские) и конкретных методов репрограммирования (разные гены, векторы на основе вирусов или плазмиды).

Тест на тератому и неожиданный результат

Плюрипотентность традиционно проверяют, способны ли iPSCs формировать тератомы — доброкачественные опухоли из клеток трёх зародышевых листков. Ранее считалось, что некачественные линии iPSCs не могут быть плюрипотентными.

Однако тесты на мышах показали, что как генетически стабильные, так и нестабильные линии iPSCs формировали тератомы, содержащие клетки всех трёх типов. Это означает, что генетически нестабильные линии сохраняют плюрипотентность, но в клиническом контексте это создаёт риск развития рака.

Биоинформатический анализ и открытая база данных

Исследование сочетовало лабораторные тесты с вычислительным анализом под руководством Натана Саломониса (Nathan Salomonis), PhD. Анализ больших данных выявил новые тонкие признаки того, что некоторые линии iPSCs уже потеряли способность создавать все необходимые типы взрослых клеток.

Все сырые и обработанные данные исследования стали общедоступными через онлайн-портал и базу данных на https://www.synapse.org/. Это позволяет учёным сравнивать качество своих iPSCs с эталонными линиями из исследования.

В будущем консорциум планирует проверить, насколько хорошо разные линии iPSCs могут превращаться в конкретные типы клеток (мозга, сердца, лёгких и др.), и добавить эти данные в открытую базу.