Улучшенный метод получения стволовых клеток из взрослых тканей вызывает меньше генетических изменений, чем ожидалось

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса и Национального института исследования генома человека провели полногеномное секвенирование индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток), полученных из клеток костного мозга человека. Они обнаружили, что при использовании улучшенного метода конверсии в стволовые клетки происходит относительно мало генетических изменений. Результаты опубликованы в мартовском номере журнала Cell Stem Cell.

«Наши результаты показывают, что человеческие iPS-клетки накапливают генетические изменения примерно с той же скоростью, что и любые реплицирующиеся клетки, что, по нашему мнению, не является поводом для беспокойства», — говорит профессор Линьчжао Ченг.

Каждое деление клетки несет риск ошибок и внесения новых генетических изменений в её ДНК. В новом исследовании было показано, что iPS-клетки, полученные из взрослых клеток костного мозга, содержат случайные генетические изменения, которые не предрасполагают клетки специфически к образованию рака.

Ранее исследование, опубликованное в Nature, указывало на более высокую, чем ожидалось, частоту мутаций генов рака в iPS-клетках, созданных из образцов кожи. Чтобы оценить количество генетических изменений в iPS-клетках, созданных улучшенным невирусным методом, команда Ченга конвертировала кроветворные клетки или стромальные клетки костного мозга (MSCs) взрослого человека в iPS-клетки, активировав специфические гены. Затем исследователи секвенировали геном каждого типа iPS-клеток и сравнили его с геномами исходных клеток.

Было обнаружено от 1000 до 1800 изменений в «буквах» ДНК (A, C, T, G) на каждый геном. Однако только несколько изменений были найдены непосредственно в генах, которые составляют 2% генома:

• iPS-клетки, полученные из крови, содержали 6 изменений в генах.
• iPS-клетки, полученные из MSCs, содержали 12 изменений в генах.

Это привело к выводу, что изменения ДНК в iPS-клетках с гораздо большей вероятностью происходят в промежутках между генами, а не в самих генах.

Анализ серьёзности этих изменений показал:

• Около половины изменений в генах были «молчащими» и не меняли функцию соответствующего белка.
• Оставшиеся изменения могли нарушить функцию гена. Однако, поскольку каждая клетка содержит две копии каждого гена, нормальная копия часто может компенсировать нарушенную.
• Ни один из нарушенных генов не был связан с раком.
• Изменения в разных линиях стволовых клеток не перекрывались, что указывает на их случайный, некластеризованный характер.

На основании этих данных исследователи заключают, что iPS-клетки, по-видимому, не несут повышенного риска рака, но этот риск не равен нулю.

«Нам необходимо секвенировать больше линий iPS-клеток, полученных из разных типов клеток и разными методами, чтобы лучше понять спектр и частоту мутаций», — говорит соавтор работы Пол Лю. Он добавляет, что для безопасности «должно стать рутинной процедурой секвенировать iPS-клетки перед их использованием в клинике».