Мутации, связанные с раком, обнаружены в производных стволовых клеток, используемых в регенеративной медицине

Человеческие плюрипотентные стволовые клетки обладают двумя важнейшими свойствами: практически неограниченной способностью к пролиферации и возможностью превращаться в любую клетку организма. Это делает их ценным инструментом для изучения раннего развития человека, моделирования заболеваний, открытия лекарств и, что важнее всего, источником клеток для регенеративной медицины.

Однако при длительном культивировании эти клетки могут приобретать генетические аберрации, дающие им селективное преимущество в условиях культуры. Это позволяет одной клетке с мутацией захватить всю популяцию.

Лаборатория профессора Ниссима Бенвенисти в Центре Азриэли по исследованию стволовых клеток и генетики Еврейского университета стала пионером в выявлении связанных с раком генов с такими мутациями и в разработке биоинформатического алгоритма для их обнаружения.

В связи с растущим использованием плюрипотентных стволовых клеток в исследованиях дифференцировки и клинических испытаниях, аспиранты Эльяд Лецми и Джонатан Джунг вместе с профессором Бенвенисти решили изучить распространенность мутаций в этих клетках и их дифференцированных производных, используемых в фундаментальных и клинических исследованиях.

Их исследование недавно опубликовано в Nature Biotechnology. С помощью своего биоинформатического инструмента ученые проанализировали более 2200 образцов из более чем 140 различных линий человеческих плюрипотентных стволовых клеток, чтобы выявить распространенность и серьезность приобретенных в культуре мутаций, связанных с раком.

Результаты исследования:

• Ошеломляющие 22% проанализированных образцов имели как минимум одну мутацию, связанную с раком.
• Как минимум 70% этих мутаций были приобретены в процессе культивирования.
• Мутации, приобретенные в период дифференцировки, встречаются реже, но всё же происходят, что требует контроля конечного продукта дифференцировки.

Наиболее часто в анализе встречался ген p53 — самый известный ген-супрессор опухолей у человека. Более глубокий анализ мутаций выявил их сходство с мутациями, которые появляются в опухолях пациентов. Эти мутации вызывали задержку выхода клеток из плюрипотентного состояния и их дифференцировки в соматические клетки.

Это позволило исследователям предположить, что приобретенные мутации не только дают преимущество в культуре, но и влияют на переход клеточных судеб — критически важный момент для дифференцировочных исследований и клинического применения стволовых клеток.

«Мутации, обнаруженные нами, не были известны исследователям, которые использовали клетки и публиковали свои работы. Это могло привести к ошибочным выводам, особенно когда были показаны фенотипические эффекты», — говорит соавтор работы Джонатан Джунг. — «Периодическая оценка состояния культуры важна для правильного развития области, особенно для клинического применения».