Líneas de células madre plagadas de mutaciones no detectadas

ARRIBA: Representación artística de una doble hélice de ADN ISTOCK.COM, HH5800

La investigación con células madre que utiliza células madre pluripotentes derivadas de la piel humana o células sanguíneas ha condujo a numerosos descubrimientos, ayudó al desarrollo de fármacos y demostró ser útil en terapias génicas. Sin embargo, muchas de estas líneas de células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC) almacenadas en repositorios o desarrolladas en laboratorios probablemente albergan miles de mutaciones no detectadas, lo que arroja dudas sobre cuán generalizables pueden ser los hallazgos realizados con ellas, según una investigación publicada ayer (11 de agosto). en Genética de la naturaleza. Según la coautora del estudio y genetista médica del Campus de Investigación Biomédica de Cambridge, Serena Nik-Zainal, el estudio revela que el nivel de control de calidad involucrado en dicha investigación con células madre puede no estar a la altura.

Los investigadores fabrican hiPSC recolectando células somáticas a menudo de la piel de una persona y luego reprogramarlas para que entren en un estado embrionario. Nik-Zainal dice que ella y sus colegas se dieron cuenta de la presencia generalizada de mutaciones hace años cuando notaron que múltiples hiPSC derivadas del mismo paciente parecían bastante diferentes entre sí. Finalmente, encontraron que la radiación ultravioleta (UV), posiblemente relacionada con la exposición a la luz solar antes de recolectar las células, estaba causando niveles significativos de daño en el ADN de las hiPSC derivadas de la piel, lo que a veces inducía a decenas de miles de mutaciones. Aún así, las células habían sido autorizadas para su uso por los principales repositorios.

Esas líneas celulares normales tienen tantas mutaciones como [algunos] cánceres, dice Nik-Zainal a The Scientist. Fue bastante sorprendente.

En el nuevo estudio, que según Nik-Zainal comenzó hace más de una década, ella y sus colegas realizaron la secuenciación del genoma completo en las líneas de células madre almacenadas y puestas a disposición de los investigadores en dos repositorios principales: HipSci, uno de los bancos iPSC más grandes del mundo, e Insignia. La secuenciación reveló que el 72 por ciento de las hiPSC derivadas de células de la piel en el banco HipSci mostraban signos de mutaciones. Mientras tanto, el 27 % de las hiPSC derivadas de la sangre almacenadas con Insignia y el 18 % de las hiPSC de la sangre en HipSci contenían múltiples mutaciones en el gen BCOR , que está implicado en varios tipos de cáncer.

Consulte el nuevo recurso para iPSC almacenadas

Un análisis adicional reveló que las mutaciones, especialmente las mutaciones BCOR en las líneas derivadas de la sangre, pueden ocurrir después de la reprogramación, lo que significa que no se originaron de los donantes humanos, sino que surgió cuando las células se replicaron en el laboratorio, probablemente a través de presiones selectivas que experimentan las células mientras crecen y se dividen en una placa.

Es un problema, pero tiene solución, dice Jeanne Loring, una investigador de células madre en el Instituto de Investigación Scripps que no trabajó en el estudio. Es un llamado que finalmente se está comunicando cada vez más: analizar las células que va a usar mediante análisis genómico.

Tal como están ahora, los científicos que usan estos hiPSC para investigación o aplicaciones clínicas solo necesitan examinar y caracterizar sus líneas celulares, ya sean desarrolladas internamente o tomadas de un repositorio, en la medida en que lo requiera una revista o los revisores que evalúan su trabajo. Para depositar una línea celular en algún lugar como HipSci, los investigadores solo tienen que demostrar que las células madre no tienen cromosomas perdidos o duplicados u otros análisis de errores genéticos a gran escala que pasarían por alto la miríada de mutaciones de un solo nucleótido identificadas en el nuevo artículo.</p

Las células madre derivadas de células somáticas adultas llevarán el historial mutacional de su pasado, así como cualquier nueva mutación que ocurra cuando las reprogrames o las cultives, dice Nik-Zainal.

Tanto ella como Loring sugieren que estas mutaciones pasadas por alto podrían invalidar absolutamente los hallazgos de estudios básicos o clínicos que ya se han publicado. Pero no es que seas un mal científico si tus células adquieren mutaciones, dice Loring. No hay forma de evitarlo, excepto impidiendo que las células se dividan por completo, que no es lo que se quiere, añade.

Una línea celular puede albergar miles de mutaciones y seguir siendo útil para la investigación siempre que esas mutaciones se concentran en áreas no codificantes irrelevantes o no atacan genes importantes, dice Nik-Zainal.

Loring dice que los investigadores deben actuar como una especie de representante del sistema inmunitario, monitoreando las células y eliminando aquellas con mutaciones no deseadas. mutaciones De lo contrario, dice, las líneas mutarán de manera que promuevan su propia supervivencia en la cultura, pero eso podría no promover los propósitos científicos o terapéuticos que un investigador tenía en mente.

Nik-Zainal dice que su trabajo tiene provocó críticas de los investigadores en el campo que parecen resentidos por la implicación de que pueden necesitar implementar la secuenciación del genoma completo como una nueva medida de control de calidad. A pesar de ser un orden de magnitud menos costoso que hace una década, este tipo de secuenciación sigue siendo técnicamente complicado y difícil de realizar sin capacitación especializada. Sin embargo, sugiere que las evaluaciones más exhaustivas pueden volverse más comunes. Ha llegado el día en el que podamos realizar pruebas de detección absolutamente usando la secuencia genómica completa de cada línea, le dice a The Scientist. se encontraban en un punto de inflexión.

Consulte Underdog Enzyme probable responsable de las mutaciones en la mayoría de los cánceres

Nik-Zainal dice que ya envió sus hallazgos a la Plataforma de Medicina Regenerativa del Reino Unido, que apoya a las células madre investigación, entre otras iniciativas, y que fue receptiva a los temas que identificó. Mientras tanto, Loring dice que ha visto el problema de las mutaciones hiPSC, que ella llama evolución en la incubadora, discutido en conferencias y reuniones recientes.

Creo que [este estudio] ayudará, dice Loring. Creo que agrega fuerza al argumento de que se debe hacer este tipo de análisis.

Loring enfatiza que el campo debe adoptar nuevos estándares, ya sea que los impongan las revistas, los bancos de células madre o las agencias reguladoras, especialmente cuando llega al uso de hiSPC mutadas en investigación clínica o terapias génicas. Ella dice que tiene la esperanza de que la detección y caracterización de líneas celulares a nivel del genoma completo se convierta en algo común a medida que más investigadores obtengan las habilidades técnicas necesarias y el problema se vuelva más conocido.

Incluso si no se imponen nuevos estándares, Nik-Zainal sugiere que la secuenciación del genoma completo podría ser necesaria para los investigadores que desean asegurarse de que su investigación sea válida: si todo su experimento depende de demostrar algo en una línea celular y no puede explicar el estado de su línea celular, eso es probablemente no sea lo suficientemente bueno. Eso es especialmente cierto para el trabajo clínico, dice ella. No me gustaría que me insertaran células que tuvieran una mutación importante. Me gustaría saberlo.

¿Te gusta este artículo? También puede disfrutar de nuestro Cell & Boletín de Biología Molecular, que está lleno de historias como esta. Puedes registrarte gratis aquí.