Jornal de pesquisa e terapia com células-tronco

Abstrato

Explorando o Reprogrammo Neural usando abordagens de bioinformática

Thileepan Sekaran, Rajkumar P. Thummer e Frank Edenhofer

Estudos recentes demonstram que as células de mamíferos podem ser reprogramadas artificialmente pela expressão ectópica de factores de transcrição de uma forma imprevista e directa. As células reprogramadas derivadas de doentes apresentam um grande potencial para aplicações biomédicas, como a terapia de substituição celular, estudos de toxicidade de fármacos e modelação de doenças. As células somáticas, como os fibroblastos, podem ser desdiferenciadas nas chamadas células estaminais pluripotentes induzidas (iPSCs) que são semelhantes às células estaminais embrionárias (ESCs) pela sobreexpressão de Oct4, Sox2, Klf4 e cMyc. No entanto, as aplicações clínicas que utilizam iPSCs apresentam o risco de formação de tumores devido a uma diferenciação incompleta. Mais recentemente, foi demonstrado que a reprogramação orientada por factores de transcrição permite a conversão directa de fibroblastos em neurónios, cardiomiócitos, hepatócitos, bem como progenitores neurais. Vários grupos elaboraram protocolos para a conversão direta de fibroblastos em células estaminais neurais induzidas multipotentes (iNSCs) utilizando diferentes combinações de fatores de transcrição e condições de meio. Estes estudos mostraram que as iNSCs exibem morfologia, expressão genética e capacidade de auto-renovação semelhantes às NSCs derivadas de tecido primário. Além disso, estas iNSCs diferenciaram-se em neurónios, astrócitos e oligodendrócitos indicando multipotência destas células. Aqui, comparamos o perfil de expressão genética das células reprogramadas reportado nestes estudos para determinar a semelhança no perfil de expressão entre os iNSCs gerados utilizando abordagens de bioinformática. Fornecemos um fluxo de trabalho geral que pode ser aplicado para avaliar o estado das populações de células reprogramadas. Usando a análise de agrupamento hierárquico e a análise de componentes principais (PCA), mostramos que os iNSCs se assemelham mais. Por outro lado, os iNSCs são relativamente semelhantes aos iNSC 4F (tardios) do estudo, como julgado pela análise de agrupamento hierárquico. O nosso estudo demonstra que as abordagens de bioinformática são particularmente valiosas para avaliar de forma robusta o estado transcricional das células reprogramadas e para antecipar a sua funcionalidade celular.