HSCI onderzoekers maakten kunstmatige stamcellen, of geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs), uit embryonale stamcellen, vervolgens draaide die iPSCs in de hier afgebeelde neurale cellen. Foto met dank aan Jiho Choi.
experimentele “truc” laat onderzoekers embryonale stamcellen en geïnduceerde pluripotente stamcellen op een nieuwe manier vergelijken
door Hannah L., Robbins, HSCI Communications Manager
Harvard Stem Cell Institute (HSCI) onderzoekers van het Massachusetts General Hospital en de Harvard Medical School hebben nieuw bewijs gevonden dat suggereert dat sommige door de mens geïnduceerde pluripotente stamcellen het “functionele equivalent” zijn van menselijke embryonale stamcellen, een bevinding die een langlopend argument kan beginnen af te wikkelen.de bevindingen werden deze week gepubliceerd in Nature Biotechnology.
van 1998 tot 2007 waren embryonale stamcellen (ES-cellen) de enige menselijke cellen waarvan bekend was dat ze een ander type cel in het lichaam konden worden., Toen Shinya Yamanaka ontdekte hoe volwassen somatische cellen in een staat te brengen waar zij ook dit potentieel hadden – een ontdekking waarvoor hij de Nobelprijs kreeg-konden wetenschappers bijna elk type volwassen cel, inclusief de vaak gebruikte huid en bloedcellen, herprogrammeren om geïnduceerde pluripotente stamcellen, of iPS-cellen, te maken.
De ontdekking leidde echter tot een debat dat nog steeds gaande is over de vraag of iPS-cellen even goed zijn als ES-cellen., Honderden onderzoeksexperimenten zijn uitgevoerd, sommige suggereren dat de twee soorten functioneel vergelijkbaar zijn en door elkaar kunnen worden gebruikt en anderen suggereren dat ze fundamenteel verschillend zijn.Konrad Hochedlinger, PhD, HSCI Principal Faculty member, a senior author on the paper, and a leader in studying iPS cell reprogramming, said his lab has working to ” understanding if these artifically generated stam cells, the induced pluripotent stam cells, are equivalent to embryonic stam cells.,”
experimenten om iPS-cellen te vergelijken met ES-cellen zijn moeilijk uit te voeren, aldus Hochedlinger. Onderzoekers willen weten of het herprogrammeerproces dat een volwassen cel omzet in een iPS – cel op de een of andere manier het vermogen van de cel verandert om zijn genen goed te reguleren-waardoor de kunstmatige stamcel zich anders gedraagt, maar het is moeilijk te vertellen door deze twee celtypes met elkaar te vergelijken.
omdat de cellen uit twee verschillende bronnen komen, zijn ze inherent genetisch verschillend., Een zij-aan-zij vergelijking zou variatie tonen, maar het zou onduidelijk blijven of de variatie aan het verschil tussen geslacht, ras, en/of afkomst in de twee cellen, of van het het herprogrammeren proces toe te schrijven was.
om celtypen te vergelijken, moesten Hochedlinger en zijn collega ‘ s beginnen met cellen die genetisch identiek waren. Als ze dan variatie zouden zien, zou dat waarschijnlijk van het herprogrammeringsproces komen en niet van de genetische achtergronden van de cellen.,Jiho Choi, een promovendus in het Hochedlinger lab en eerste auteur op het artikel, “bedroog” menselijke ES-cellen tot menselijke iPS-cellen door eerst twee goed bestudeerde lijnen van ES-cellen te lokken om huidcellen te vormen. Daarna herprogrammeerde hij die huidcellen in iPS-cellen voordat hij de genproducten van de twee celtypen sequenceerde om te zien of ze identiek waren.
na de sequencing werkten de onderzoekers samen met Soohyun Lee, een research fellow bij HMS, en Peter Park, PhD, HSCI gelieerd lid van de faculteit en co-senior auteur op de studie., Park ‘ S groep vond slechts ongeveer 50 van de 20.000-25.000 genen die deel uitmaken van het menselijk genoom werden uitgedrukt anders tussen de twee celtypes.
in feite werden deze differentieel tot expressie gebrachte genen op zulke lage niveaus getranscribeerd, Park gelooft dat het verschil ” transcriptionele ruis kan zijn.”Als je kijkt naar het hele landschap van het genoom die genen kunnen een beetje hobbels in plaats van grote bergen, Hochedlinger uitgelegd. “Ze kunnen als verschillend worden beoordeeld, maar er kunnen geen biologische gevolgen zijn., “
bovendien, toen de onderzoekers de functionele eigenschappen van hun ES en iPS cellijnen beoordeelden, vonden zij dat zij gelijke potentialen hadden om in neurale cellen en een verscheidenheid van andere gespecialiseerde cellijnen te onderscheiden.,
“bij het gebruik van deze cellijnen en assays, en na het overwegen van een aantal technische en biologische variabelen, vinden we dat ES cellen en iPS cellen zijn euqivalent,” zei Hochedlinger, het toevoegen van de waarschuwing dat niet alle praktische toepassingen kunnen verklaren voor de variabelen, en de wetenschap is nog niet gevorderd tot waar iPS cellen kunnen vervangen embryonale stamcellen in elke situatie.