Ученые обнаружили генетические аномалии при создании стволовых клеток

Международная группа исследователей под руководством лабораторий доктора Андраша Надь (Институт Самуэля Луненфельда, Канада) и доктора Тимо Отонкоски (Университет Хельсинки, Финляндия) выявила генетические аномалии, связанные с перепрограммированием взрослых клеток в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки). Открытие дает новое понимание процесса репрограммирования и поможет сделать будущее применение технологии создания стволовых клеток более безопасным.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Ученые показали, что процесс репрограммирования для генерации iPS-клеток (которые затем можно «направить» на превращение в различные типы клеток для регенеративной медицины) связан с внутренним повреждением ДНК.

Это повреждение проявляется в виде хромосомных перестроек и вариаций числа копий генов (CNV) — делеций или амплификаций участков генома. Такая изменчивость может быть как унаследованной, так и вызванной de novo мутациями.

«Наш анализ показывает, что эти генетические изменения являются результатом самого процесса репрограммирования, что вызывает опасения: полученные клеточные линии могут быть мутантными или дефектными», — заявил д-р Надь.

Мутации могут изменять свойства стволовых клеток, влияя на их применение в изучении дегенеративных состояний, скрининге лекарств и, в долгосрочной перспективе, в клеточной терапии.

«Наше исследование также подчеркивает необходимость тщательной характеристики полученных iPS-линий, особенно в свете попыток повысить эффективность репрограммирования», — отметил д-р Самер Хусейн. — «Повышение эффективности может фактически снизить качество клеток, если геномная целостность не оценена должным образом».

Исследователи использовали технику анализа однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) для сравнения числа CNV в iPS-клетках человека на ранних и промежуточных стадиях с их исходными родительскими клетками.

Было обнаружено, что iPS-клетки имеют больше генетических аномалий, чем их клетки-предшественники и эмбриональные стволовые клетки. Однако простой процесс выращивания свежеполученных iPS-клеток в течение нескольких недель приводил к отрицательному отбору высокомутантных линий, и большинство аномалий в итоге «отсеивалось».

«Однако некоторые мутации полезны для клеток, и они могут сохраняться при дальнейшем росте», — пояснил д-р Отонкоски.

Авторы делают вывод, что полногеномный анализ должен быть частью контроля качества iPS-линий, чтобы гарантировать их генетическую нормальность перед использованием в исследованиях болезней или клинических приложениях. Также необходимы дальнейшие исследования для поиска методов, которые могли бы уменьшить повреждение ДНК во время генерации стволовых клеток.