Ученые МГНЦ охарактеризовали генетические аномалии, возникающие при культивировании индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека

Специалисты лабораторий мутагенеза, цитогенетики и редактирования генома Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова совместно с коллегами из МФТИ и ГНЦ РФ ФГБУ «НМИЦ эндокринологии имени академика И.И. Дедова» Минздрава России опубликовали работу по описанию хромосомных аберраций, выявленных в коллекции линий, индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК), полученных в российских лабораториях от пациентов с наследственными заболеваниями. Статья вышла в спецвыпуске журнала «International Journal of Molecular Sciences», посвященном стабильности генома (Editorial Board Members’ Collection Series: Genome Stability).

Культуры иПСК, полученные из клеток пациентов, страдающих наследственными заболеваниями, используются для исследования патогенеза и разработки методов лечения генетических нарушений. По данным банка клеток WiCell (США) и Центра биологии стволовых клеток университета Шеффилда (Великобритания), порядка 23% линий иПСК могут приобретать аномалии кариотипа, отсутствовавшие в исходных клетках пациента. Спонтанно возникающие при культивировании хромосомные аномалии могут приводить к искажению результатов исследований и потенциально влиять на безопасность получаемых клеточных продуктов.

«Понимание спектра, структуры и частоты спонтанных хромосомных аберраций позволяет своевременно выявлять и отбраковывать измененные линии. В нашей работе впервые были охарактеризованы генетические аберрации в линиях иПСК, полученных и применяемых в российских лабораториях», - рассказала заведующая лабораторией мутагенеза Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова, к.м.н. Екатерина Воронина.

В рамках исследования было проведено кариотипирование 65 клеточных линий иПСК из сетевого центра коллективного пользования «Всероссийская коллекция биологических образцов наследственных болезней» и собственных коллекций лабораторий. В 21% образцов были выявлены количественные или структурные хромосомные аберрации. Для более полного описания структуры хромосомных аномалий использовали методы спектрального кариотипирования (SKY) и флуоресцентной гибридизации in situ (FISH). Большинство из этих аберраций (78%) представляли собой ранее описанные рекуррентные (повторяющиеся) хромосомные аномалии, характерные для данного типа клеток, в частности, увеличение числа копий хромосом 1, 20 и 8 и потерю материала хромосомы 18. Известно, что эти аберрации ведут к активации протоонкогенов, нарушают способность к дифференцировке клеток и за счет лучшей адаптации к условиям in vitro способствуют замещению нормальных клеток. Для ускорения и упрощения рутинного мониторинга стабильности генома культур иПСК в дальнейшем могут применяться методы таргетного выявления этих аномалий.

Ведущий научный сотрудник лаборатории цитогенетики Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова, к.б.н. Жанна Маркова провела микроматричный анализ линий со структурными аномалиями хромосомы 1, которая чаще всего была вовлечена в транслокации и дупликации. Анализ позволил установить точки разрыва перестроек на хромосомах 1 и 18, расположенные в гене DCC и кластерах генов гистонов. Локус гена DCC представляет собой известный сайт ломкости хромосомы 18. Кластеры гистонов – потенциально горячие точки нестабильности генома, связанные с конфликтом процессов активной транскрипции и репликации. Молекулярное картирование точек разрыва рекуррентных аномалий плеча 1q в иПСК было выполнено впервые в мире и свидетельствует в пользу гипотезы о роли ломких сайтов хромосом и стресса репликации в нестабильности генома иПСК.

Подробно ознакомиться со статьей можно по ссылке: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40869050/

Zheglo, D.; Pozhitnova, V.O.; Kislova, A.V.; Markova, Z.G.; Kiselev, D.; Sviridov, P.S.; Sviridova, V.; Gumerova, L.I.; Smirnikhina, S.A.; Alsalloum, A.; et al. Chromosomal Aberrations in Induced Pluripotent Stem Cells: Identification of Breakpoints in the Large DCC Gene and HIST2 Histone Gene Cluster. Int. J. Mol. Sci. 2025, 26, 7728. https://doi.org/10.3390/ijms26167728