I ricercatori di HSCI hanno realizzato cellule staminali artificiali, o cellule staminali pluripotenti indotte (IPSC), da cellule staminali embrionali, quindi hanno trasformato quelle IPSC nelle cellule neurali nella foto qui. Foto per gentile concessione di Jiho Choi.
Il “trucco” sperimentale consente ai ricercatori di confrontare le cellule staminali embrionali e le cellule staminali pluripotenti indotte in modo nuovo
Di Hannah L., Robbins, HSCI Communications Manager
Harvard Stem Cell Institute (HSCI), i ricercatori del Massachusetts General Hospital e della Harvard Medical School hanno scoperto nuove prove che suggeriscono alcune cellule staminali umane pluripotenti indotte sono l’equivalente funzionale di cellule staminali embrionali umane, una scoperta che potrebbe cominciare a saldare una lunga discussione.
I risultati sono stati pubblicati questa settimana su Nature Biotechnology.
Dal 1998 al 2007 le cellule staminali embrionali (cellule ES) erano le uniche cellule umane conosciute con il potenziale per diventare qualsiasi altro tipo di cellula nel corpo., Quando Shinya Yamanaka ha scoperto come ingegnerizzare le cellule somatiche adulte in uno stato in cui anche loro avevano questo potenziale – una scoperta per la quale è stato insignito del premio Nobel – gli scienziati hanno potuto quindi riprogrammare quasi tutti i tipi di cellule adulte, comprese le cellule della pelle e del sangue spesso utilizzate, per produrre cellule staminali pluripotenti indotte o cellule iPS.
La scoperta, tuttavia, ha acceso un dibattito che è ancora in corso sul fatto che le cellule iPS siano buone come le cellule ES., Sono stati condotti centinaia di esperimenti di ricerca, alcuni che suggeriscono che i due tipi sono funzionalmente simili e possono essere usati in modo intercambiabile e altri che suggeriscono che sono fondamentalmente diversi.
Konrad Hochedlinger, PhD, membro principale della facoltà HSCI, autore senior sulla carta e leader nello studio della riprogrammazione delle cellule iPS, ha detto che il suo laboratorio ha lavorato per “capire se queste cellule staminali generate artificialmente, le cellule staminali pluripotenti indotte, sono equivalenti alle cellule staminali embrionali.,”
Esperimenti progettati per confrontare le cellule iPS alle cellule ES sono difficili da effettuare, ha detto Hochedlinger. I ricercatori vogliono sapere se il processo di riprogrammazione che converte una cellula adulta in una cellula iPS cambia in qualche modo la capacità della cellula di regolare correttamente i suoi geni – rendendo la cellula staminale artificiale comportarsi in modo diverso, ma è difficile dire confrontando questi due tipi di cellule a vicenda.
Poiché le cellule provengono da due fonti diverse, sono intrinsecamente geneticamente diverse., Un confronto fianco a fianco mostrerebbe variazioni, ma non sarebbe chiaro se la variazione fosse dovuta alla differenza tra sesso, razza e/o ascendenza nelle due cellule o dal processo di riprogrammazione.
Per confrontare i tipi di cellule, Hochedlinger e i suoi colleghi dovevano iniziare con cellule geneticamente identiche. Quindi se dovessero vedere la variazione, probabilmente sarebbe dal processo di riprogrammazione e non dal background genetico delle cellule.,
Jiho Choi, uno studente di dottorato nel laboratorio di Hochedlinger e primo autore sulla carta, “ingannato” le cellule ES umane a diventare cellule iPS umane convincendo prima due linee ben studiate di cellule ES per formare cellule della pelle. Ha poi riprogrammato quelle cellule della pelle in cellule iPS prima di sequenziare i prodotti genici dei due tipi di cellule per vedere se erano identici.
Dopo il sequenziamento, i ricercatori hanno collaborato con Soohyun Lee, ricercatore presso HMS, e Peter Park, PhD, membro della facoltà affiliato HSCI e co-autore senior dello studio., Il gruppo di Park ha trovato solo circa 50 dei 20.000-25.000 geni che compongono il genoma umano sono stati espressi in modo diverso tra i due tipi di cellule.
In effetti, questi geni espressi in modo differenziale sono stati trascritti a livelli così bassi, Park ritiene che la differenza possa essere “rumore trascrizionale.”Se si guarda a tutto il paesaggio del genoma quei geni possono essere un po’ dossi piuttosto che grandi montagne, Hochedlinger ha spiegato. “Potrebbero essere segnati come diversi, ma potrebbero non esserci ripercussioni biologiche., “
Inoltre, quando i ricercatori hanno valutato le proprietà funzionali delle loro linee cellulari ES e iPS, hanno scoperto che avevano uguali potenziali per differenziarsi in cellule neurali e una varietà di altre linee cellulari specializzate.,
” Quando si utilizzano queste linee cellulari e saggi, e dopo aver considerato una serie di variabili tecniche e biologiche, troviamo che le cellule ES e le cellule iPS sono euqivalenti”, ha detto Hochedlinger, aggiungendo l’avvertenza che non tutte le applicazioni pratiche possono spiegare le variabili, e la scienza non ha ancora avanzato a dove le cellule iPS possono sostituire le cellule staminali embrionali