Jornal de pesquisa e terapia com células-tronco

Abstrato

O perfil de microRNA revela mecanismos distintos que governam a especificação de linhagem cardíaca e neural de células estaminais embrionárias humanas pluripotentes

Xuejun H. Parsons

A concretização do potencial das células estaminais embrionárias humanas (hESCs) tem sido prejudicada pela ineficiência e instabilidade na geração dos tipos de células desejados a partir de células pluripotentes através da diferenciação de múltiplas linhagens. Recentemente, reportámos que as hESCs pluripotentes mantidas sob uma plataforma definida podem ser uniformemente convertidas numa linhagem cardíaca ou neural por indução de moléculas pequenas, o que permite a diferenciação específica da linhagem diretamente a partir do estado pluripotente das hESCs e abre a porta para investigar o desenvolvimento embrionário humano utilizando em sistemas modelo celular vitro. Para identificar mecanismos de especificação de linhagem induzida por pequenas moléculas de hESCs pluripotentes, neste estudo, comparámos a expressão e os padrões de distribuição intracelular de um conjunto de modificadores cardinal da cromatina em hESCs pluripotentes, células cardiomesodérmicas induzidas por nicotinamida (NAM) e ácido retinóico ( células neuroectodérmicas induzidas por RA). Além disso, o perfil à escala genómica de padrões de expressão diferencial de microRNA (miRNA) foi utilizado para monitorizar as redes regulatórias de todo o genoma e identificar os miRNAs que iniciam o desenvolvimento na especificação de linhagem cardíaca e neural hESC. Verificámos que o NAM induziu a translocação nuclear da histona desacetilase SIRT1 dependente de NAD e o silenciamento global da cromatina, enquanto a AR induziu o silenciamento da família hsa-miR-302 associada à pluripotência e a regulação positiva drástica da família neuroectodérmica Hox miRNA hsa- miR-10 para níveis elevados. O perfil de miRNA à escala genómica identificou que um conjunto único de miRNAs associados à pluripotência foi regulado negativamente, enquanto novos conjuntos de miRNAs distintos de condução cardíaca e neural foram regulados positivamente após a indução da especificação de linhagem direta do estado pluripotente das hESCs. Estas descobertas sugerem que um mecanismo epigenético predominante via silenciamento global da cromatina mediado por SIRT1 governa a determinação do destino cardíaco hESC induzido por NAM, enquanto um mecanismo genético predominante via silenciamento da família hsa-miR-302 associada à pluripotência e regulação positiva drástica do miRNA Hox neuroectodérmico A família hsa-miR-10 governa a determinação do destino neural hESC induzida por AR. Este estudo fornece uma visão crítica sobre os primeiros eventos da embriogénese humana, bem como oferece meios para o controlo direto mediado por pequenas moléculas e a modulação do destino pluripotente hESC ao derivar linhagens clinicamente relevantes para terapias regenerativas .