Les scientifiques de TSRI trouvent l'approche neuve pour reprogrammer les cellules adultes normales dans IPSCs

Les scientifiques au The Scripps Research Institute (TSRI) ont trouvé une approche neuve à la « reprogrammation » des cellules adultes normales dans des cellules souche.

Dans aujourd'hui publié d'étude dans un papier en ligne anticipé en biotechnologie de nature, les scientifiques de TSRI ont protégé une bibliothèque de 100 millions d'anticorps et ont trouvé plusieurs qui peuvent aider à reprogrammer les cellules comme une peau matures dans des cellules souche connues sous le nom de cellules souche pluripotent induites (IPSCs).

Effectuer à IPSCs à partir de plus les types matures des cellules comporte normalement les mises en place de quatre gènes de facteur de transcription dans l'ADN de ces cellules. Les anticorps recensés par les scientifiques peuvent être appliqués aux cellules matures--là où ils grippent aux protéines sur la surface de cellules--comme substitut pour trois des gène-mises en place normales de facteur de transcription.

« Ce résultat propose qu'éventuel nous pourrions pouvoir effectuer IPSCs sans mettre n'importe quoi au noyau de cellules, qui signifie potentiellement que ces cellules souche auront moins mutations et meilleures propriétés générales, » a dit l'étude l'auteur Kristin supérieur Baldwin, professeur agrégé dans le service de TSRI de la neurologie.

IPSCs peut être effectué à partir des propres cellules des patients, et a une multitude d'utilités potentielles dans des thérapies cellulaires et la régénération personnalisées d'organe. Cependant, aucun des utilisations cliniques envisagées d'IPSCs n'a été encore réalisée, en partie à cause des risques impliqués en les effectuant.

La procédure normale d'admission d'IPSC, élaborée il y a une décennie et connue sous le nom d'OSKM, comporte la mise en place dans les cellules adultes des gènes pour quatre protéines de facteur de transcription : Oct4, Sox2, Klf4 et c-Myc. Avec ces gènes ajoutés et actifs, les protéines de facteur de transcription qu'elles codent sont produites et reprogramment à leur tour les cellules pour devenir IPSCs.

Un problème avec cette procédure est que les événements de mise en place ou la surproduction viraux des facteurs de reprogrammation nucléaires peuvent endommager la cellule ADN d'une manière dont tourne la cellule cancéreuse. Un un autre est que cette reprogrammation nucléaire fournit type une collection d'IPSCs avec les propriétés variables. « Cette variabilité peut être un problème même lorsque nous employons IPSCs dans le laboratoire pour étudier les maladies, » Baldwin a dit.

En revanche, pendant le développement animal normal, l'identité de cellules n'est modifiée par les signes moléculaires qui entrent de l'extérieur de la cellule et induisent des changements d'activité de gène, sans aucune mise en place risquée d'ADN. Pour trouver des voies naturelles aimez ces derniers--par quelles cellules normales pourraient être transformées en IPSCs--Baldwin et son laboratoire se sont associés au laboratoire de TSRI de Richard Lerner, professeur de Lita Annenberg Hazen de l'immunochimie. Lerner a aidé le pionnier le développement et l'examen critique de grandes bibliothèques des anticorps humains pour trouver les médicaments basés sur anticorps neufs et les sondes scientifiques.

Dans ce cas, l'équipe, y compris l'étudiant de troisième cycle Joel W. Blanchard et associé post-doctoral Jia Xie de recherches, qui étaient des auteurs importants, en a installé une bibliothèque d'environ 100 millions d'anticorps distincts et l'avait l'habitude pour trouver qui pourraient remplacer des facteurs de transcription d'OSKM.

Dans un premier ensemble d'expériences, les chercheurs ont essayé de recenser les anticorps qui peuvent remonter Sox2 et c-Myc. Ils ont déterminé une grande population des cellules de fibroblaste de souris--employé souvent pour effectuer IPSCs dans les expériences--et inséré les gènes pour les autres facteurs de deux transcriptions, Oct4 et Klf4. Ensuite ils ont ajouté leur bibliothèque énorme des gènes d'anticorps à la population des cellules, telles que chaque cellule a fini vers le haut de contenir les gènes pour un ou plusieurs des anticorps.

Les scientifiques pourraient alors observer lesquelles des cellules ont commencé à former des colonies cellulaires de cellule souche--indiquant qu'un des anticorps produits par ces cellules avait avec succès remonté les fonctionnements de Sox2 et de c-Myc et avait déclenché le contact dans l'identité de cellules. Le séquençage de l'ADN de ces cellules a permis aux chercheurs de déterminer les anticorps responsables.

De cette façon, l'équipe de TSRI a découvert deux anticorps qui peuvent être substitués à Sox2 et à c-Myc, et dans un ensemble assimilé de tests elles ont trouvé deux anticorps qui peuvent remonter un troisième facteur de transcription, Oct4. Les scientifiques ont prouvé qu'au lieu d'insérer ces gènes de facteur de transcription ils pourraient simplement fournir les anticorps aux cellules de fibroblaste dans la culture.

Dans cette première étude, les scientifiques ne pouvaient pas trouver les anticorps qui remontent le fonctionnement du quatrième facteur de transcription d'OSKM, Klf4. Cependant, Baldwin compte qu'avec un examen critique plus considérable lui et ses collègues éventuellement trouveront des substituts d'anticorps pour Klf4 aussi bien. « Celui-là que je pense va nous prendre quelques plus d'années pour figurer à l'extérieur, » il a dit.

L'approche d'anticorps-examen critique permet en principe à des scientifiques non seulement de trouver les anticorps qui peuvent remonter des facteurs de transcription d'OSKM, mais d'étudier également les voies naturelles de signalisation par dont ces anticorps fonctionnent.

Dans une épreuve de ce principe, les scientifiques ont constaté qu'un des anticorps de Sox2-replacing grippe à une protéine sur la membrane cellulaire Basp1 appelé. Cet événement obligatoire bloque l'activité normale de Basp1 et enlève ainsi les butées sur WT1, une protéine de facteur de transcription qui fonctionne au noyau de cellules. WT1, lâché, modifie alors l'activité des familles multigéniques, éventuel comprenant Sox2, pour introduire la condition de cellule souche utilisant une commande différente des événements qu'en utilisant l'original reprogrammant des facteurs.

WT1 (la tumeur de Wilms 1) est surproduite dans quelques cancers et est considérée un oncogene. Ce fait met en valeur une valeur ajoutée de telles études : pour aider des scientifiques à comprendre la relation entre le développement de cellule cancéreuse et la condition de cellule souche.

Les chercheurs de TSRI planification maintenant de plus grandes, plus complexes études d'anticorps-examen critique utilisant des cellules humaines plutôt que des cellules de souris.