Een internationaal team van onderzoekers heeft ontdekt dat de menselijke embryonale stamcellenvariëteiten veranderingen in hun genetisch materiaal in tijd accumuleren.
De bevindingen beperken niet het nut van de cellen voor sommige soorten onderzoek of voor sommige toekomstige klinische toepassingen, de onderzoekers, maar vestigen de aandacht op de behoefte zeggen stamcellenvariëteiten voor genetische veranderingen dicht om te controleren en te bestuderen hoe deze wijzigingen het gedrag van de cellen beïnvloeden. Het werk van de onderzoekers wordt beschreven in 4 Sept. online uitgave van de Genetica van de Aard.
„Dit is enkel de eerste stap,“ zegt Aravinda Chakravarti, Ph.D., één van de leiders van het onderzoeksteam en de professor en directeur van het Instituut mcKusick-Nathans van Genetische Geneeskunde in Johns Hopkins. „Terwijl dit een momentopname van de genomic veranderingen is die kunnen gebeuren, is het zeker niet alles die gaan. Wij hebben nog uitvoerige analyses van de veranderingen nodig en wat zij voor de functies van embryonale stamcellen.“ betekenen
De „Embryonale stamcellen zijn eigenlijk stabiel veel meer genetisch dan andere stamcellen, maar ons werk toont aan dat zelfs zij potentieel schadelijke veranderingen in tijd kunnen accumuleren,“ toevoegt Anirban Maitra, M.B.B.S., een hulpprofessor van pathologie in Johns Hopkins die eerste auteurschap van het document met Dan Arking, Ph.D., een instructeur in Hopkins deelt. Allebei zijn lid van het Instituut mcKusick-Nathans van Genetische Geneeskunde in Johns Hopkins. „Nu zal het belangrijk om zijn te berekenen waarom deze veranderingen zich voordoen, hoe zij het gedrag beïnvloeden van de cellen en hoe de tijd andere menselijke embryonale stamcellenvariëteiten.“ beïnvloedt
De onderzoekers in de Verenigde Staten, Singapore, Canada en Zweden vergeleken „vroeg“ en „recente“ partijen van elk van negen federaal goedgekeurde menselijke embryonale stamcellenvariëteiten. Negenentwintig menselijke embryonale stamcellenvariëteiten van zeven verschillende bedrijven worden goedgekeurd door de Nationale Instituten van Verenigde Staten van Gezondheid onder het beleid die van President George W. Bush federale financiering van dit onderzoek beperken tot cellenvariëteiten bestaand vóór zijn aankondiging van het beleid bij 9 p.m. ET, Augustus 9, 2001. Dozens menselijke embryonale stamcellenvariëteiten ontwikkelden zich aangezien die aankondiging niet in federaal gefinancierd onderzoek kan worden gebruikt.
De Meeste „recente“ partijen stamcellen -- die gekweekt in het laboratorium een jaar aan drie jaar langer dan hun vroege tegenhangers -- getoonde brutodieveranderingen in het aantal exemplaren van chromosomen of delen van chromosomen, in de tekens die controleren of een gen door de cel wordt gebruikt, of in de opeenvolging van DNA in mitochondria van de cel wordt gevonden.
De „meerderheid van de lijnen die wij had genetische veranderingen in tijd hebben getest,“ zegt Chakravarti. „Wanneer u iets in een cultuurschotel hebt, kan het veranderen, en het zal belangrijk om zich zijn te identificeren, spoor van te houden en deze veranderingen te begrijpen.“
Op dit punt, zijn de nauwkeurige gevolgen van deze veranderingen voor de cellen niet gekend, maar enkele veranderingen lijken op die gezien in kankercellen. In ieder geval, werden de veranderingen vermoedelijk verschanst in een bepaalde cellenvariëteit omdat zij wat voordeel verleenden aangezien de cellen in laboratoriumschotels werden gekweekt. Of de veranderingen de capaciteiten van de stamcellen andere celtypes beïnvloeden te worden is ook onbekend.
Hoewel het onderzoek met menselijke embryonale stamcellen nog in het laboratorium is -- niet de kliniek -- concentreren zich op wat de cellen kunnen doen en hoe zij worden gecontroleerd, de hoop is dat in de toekomst deze cellen zouden kunnen helpen weefsels vervangen of herstellen die aan ziekte of verwonding worden verloren. Omdat de embryonale stamcellen om het even welk die type van cel kunnen worden in het lichaam wordt gevonden, in theorie konden zij bepaalde alvleeskliercellen in mensen met type I diabetes, of geregenereerde die hersenencellen vervangen in een persoon met Ziekte van Parkinson worden verloren, bijvoorbeeld.
De analyses van de embryonale stamcellenvariëteiten en de computervergelijkingen van de hopen van resulterende gegevens vereisten de inspanningen van wetenschappers bij vier academische centra, twee federale laboratoria en drie bedrijven. Kritiek aan het team was het succes vooruitwetende steun van de ontwikkeling van de scherp-randtechnologie door de Nationale Instituten van Gezondheid, steun die ontwikkeling van de technologische infrastructuur noodzakelijk voor vergelijkend onderzoek toeliet op grote schaal, in het bijzonder het Menselijke Project van het Genoom, zegt studiemedeauteur Mahendra Rao, M.B.B.S., Ph.D., van het Laboratorium van Neurologie bij het Nationale Instituut bij het Verouderen.
De wetenschappers gebruikten zogenaamde GeneChip microarrays, of oligonucleotide series, om te bepalen of er genetische verschillen tussen de vroege en recente partij van elk van de stamcellenvariëteiten waren, die of om het even welke genen in extra exemplaren aanwezig waren omvatten. Afhankelijk van het beïnvloede gen, konden de extra exemplaren tot de versnelde celgroei, verhoogde celdood, of geen meetbaar effect bij allen leiden.