Ihmisen Pluripotenttien kantasolulinjojen indusoiminen ja karakterisointi

Abstract

Alkion kantasolut, joita kutsutaan pluripotenteiksi kantasoluiksi, pystyvät muodostamaan kaikkia kehon kudosten solutyyppejä. Näitä kehon erilaistuneita somaattisia soluja voidaan geneettisesti uudelleenohjelmoida alkion kaltaiseen tilaan, jolloin syntyy indusoituja pluripotentteja kantasoluja (engl. induced pluripotent stem cell; iPSC). Ihmisen somaattiset solut indusoidaan takaisin pluripotenttiin tilaan neljän uudelleenohjelmointitekijän avulla, Oct3/4, Sox2, Klf4 ja c-Myc; (OSKM). Uudelleenohjelmoinnissa OSKM-yhdistelmän pakotettu ilmentyminen johtaa kromatiinin uudelleen järjestäytymiseen ja pluripotenttien kantasolujen muodostumiseen. Uudelleenohjelmointi tekniikan avulla voimme tuottaa potilasspesifisiä soluja ja täten lisätä ymmärrystämme eri sairauksien patogeneesistä ja kehittää uusia hoitomenetelmiä.

Tässä työssä genomiin integroimattoman Sendai-viruksen avulla tuotettujen iPS-solujen pluripotenssi, identiteetti, laatu ja turvallisuus selvitettiin uudelleenohjelmoinnin jälkeen erilaisten vakiintuneiden standardien mukaisesti. Pluripotenssimarkkerianalyysillä selvisi, että johdetut iPS-solut ilmensivät pluripotenssimarkkereita TRA-1-60, Nanog ja SSEA-4, sekä pystyivät muodostamaan alkiokantasolujen kertymiä, joista pystyttiin erottamaan ekto-, meso- ja endodermi suuntaan erilaistuneita soluja. Lisäksi todistettiin, että iPS-solulinjat ja alkuperäinen solulinja olivat geneettisesti identtisiä sekä karyotyypiltään normaaleja. Johdettujen iPS-solujen turvallisuus varmistettiin testaamalla Sendai-viruksen ja mahdollisen mykoplasmakontaminaation negatiivisuus. Tuloksena saatiin iPS-soluja, joissa uudelleenohjelmointitekijät ovat sammuneet, ja joiden pluripotenssi, identiteetti, laatu ja turvallisuus on varmistettu.

Lisäksi uudelleenohjelmointitekniikkaa testattiin munasarjasyövän potilasnäytteillä. Munasarjasyövän solulinjat uudelleenohjelmoitiin geneettisesti muokattujen Sendai-virusvektoreiden ja OSKM-tekijöiden avulla. Uudelleenohjelmoitujen solulinjojen morfologia muuttui kantasolumaiseksi, mutta solut eivät ilmentäneet pluripotenssimarkkereita. Täten uudelleenohjelmoinnissa ei saavutettu täydellistä pluripotenttia tilaa. Tulevaisuudessa tavoitteena on käyttää iPS-soluja syövän ominaisuuksien ja kehittymisen mallintamisessa.