Použitie RNA na preprogramovanie somatických buniek

Číslo patentu: E 18421

Dátum: 12.12.2008

Autori: Sahin Ugur, Poleganov Marco, Beissert Tim

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Použitie RNA na preprogramovanie somatických buniekPredložený vynález poskytuje spôsoby dediferenciácie somatických buniek na bunky podobné kmeňovým bez generovania embryi alebo plodov. Konkrétnejšie predložený vynález poskytuje spôsoby dosiahnutia dediferenciácie somatických buniek na bunky, ktoré majú vlastnosti kmeňových buniek, najmä pluripotenciu. zavedením kódujúcich faktorov RNA vyvolávajúcich dediferenciáciu somatických buniek na somatické bunky a kultivovaním somatických buniek, pričom sa umožní dediferenciácie týchto buniek. Po dediferenciácii možno v bunkách vyvolať rediferenciáciu na ten istý alebo iný typ somatických buniek, napríklad neuronálne,hematopoetické, svalové, epitelové a iné bunkové typy. Kmeňovým bunkám podobné bunky získané podľa predloženého vynálezu majú medicínske využitie pri liečbe degeneratívnych ochorení bunkovou terapiou a možno ich využiť pri nových terapeutických stratégiách v liečbe srdcových, neurologických, endokrinologických,cievnych, retínálnych, dermatologických, svalovo-kostrových porúch a inýchKmeňové bunky označované tiež ako progenitorové bunky sú bunky so schopnosťou samoobnovy, zotrvania v nediferencovanom stave a diferencovania sa na jeden alebo viacero špecializovaných bunkových typov so zrelým fenotypom.Kmeňové bunky nie sú terminálne diferencované a nie sú na konci diferenciačnejTotipotentné bunky obsahujú všetky genetické informácie potrebné na vytvorenie všetkých buniek tela vrátane buniek placenty. Ľudské bunky majú túto totipotentnú schopnosť len počas prvých niekoľkých delení oplodneného vajíčka. Po troch až štyroch deleniach totipotentných buniek nasleduje séria štádií, v ktorých sa bunky stávajú čoraz špecializovanejšími. Nasledujúce štádium delenia vedie kpluripotentným bunkám, ktoré sú vysoko univerzálne amôžu viesť kvznikuakéhokoľvek typu buniek okrem buniek placenty alebo iných podporných tkanívmaternice. V ďalšom štádiu sa bunky stávajú multipotentnými, čo znamená, že z nich môže vzniknúť niekoľko ďalších bunkových typov, ale tieto typy sú vo svojom počte obmedzené. Na konci dlhého reťazca delenia buniek, ktoré tvoria embryo, sú terminálne diferencované bunky, ktoré sa považujú za trvale zamerané naExistujú tri hlavné skupiny kmeňových buniek (l) dospelé alebo somatické kmeňové bunky (postnatálne), ktoré existujú vo všetkých postnatálnych organizmoch, (ii) embryonálne kmeňové bunky, ktoré môžu vzniknúť v preembryonálnom alebo embryonálnom vývojovom štádiu, a (iii) fetálne kmeňové bunky (prenatálne), ktoré možno izolovať z vyvíjajúceho sa plodu.Technológie kmeňových buniek zahŕňajúce izoláciu apoužitie ľudských embryonálnych kmeňových buniek sa stali dôležitým predmetom lekárskeho výskumu. Ľudské embryonálne kmeňové bunky majú potenciál diferencovať sa na všetky typy buniek v ľudskom tele vrátane komplexných tkanív. Predpokladá sa, že mnohé choroby vyplývajúce zdysfunkcie buniek môžu byl vhodné na liečbu podávaním ľudských embryonálnych kmeňových buniek alebo buniek odvodených z ľudských embryonálnych kmeňových buniek. Schopnosť pluripotentných embryonálnych kmeňových buniek diferencovať sa aumožniť vznik viacerých špecializovaných zrelých buniek odhaľuje potenciálne využitie týchto buniek ako prostriedkov na náhradu, obnovu alebo doplnenie poškodených alebo chorých buniek, tkanív a orgánov. Vedecké a etické ohľady však spomalili postup výskumu využitia embryonálnych kmeňových buniek získaných z abortovaných embryi aleboembryi vytvorených pomocou in vitro fertilizačných techník.Dospelé kmeňové bunky sú prítomné len v nízkych frekvenciách a vykazujú obmedzený diferenciačný potenciál a slabý rast. Ďalším problémom spojeným s použitím dospelých kmeňových buniek je to, že tieto bunky nie sú imunologicky privilegované alebo môžu stratiť svoju imunologickú privilegovanosť po transplantácii, pričom termin imunologicky privilegované sa používa na označenie stavu, keď imunitný systém príjemcu nerozpoznáva bunky ako cudzie. Vo väčšine prípadov použitia dospelých kmeňových buniek sú preto možné len autológnetransplantácie. Väčšina vsúčasnosti predpokladaných foriem liečby kmeňovýmibunkami sú v podstate individuálne liečebné postupy. a preto ekonomické faktoryspojené s týmito postupmi obmedzujú ich rozsiahly potenciál.Po fúzii sembryonálnymi kmeňovými bunkami sa vsomatických bunkách pozorovalo obnovenie expresie aspoň niektorých meraných embryonálne špecifických génov. výsledné bunky sú však hybridy, často stetraploidnýmgenotypom, a preto nie sú vhodné ako normálne histokompatibilné bunky na účelyUkázalo sa, že použitie prenosu jadier somatických buniek zodpovedajúcim spôsobom preprogramuje obsah jadier somatických buniek tak, aby nadobudli pluripotenciu, vzbudzuje však rad obáv presahujúcich morálne aspekty. Stresy pôsobiace na vajíčkovú bunku aj zavedené jadro sú obrovské, čo vedie k vysokým stratám výsledných buniek. Navyše tento postup sa musi vykonávať manuálne pod mikroskopom, a preto prenos jadra somatických buniek je veľmi náročný na prostriedky. Okrem toho nie všetky genetické informácie darcovskej bunky sa prenesú, keďže mitochondrie bunky, ktoré obsahujú svoju vlastnú mitochondriálnu DNA, ostávajú vdracovskej bunke. výsledné hybridné bunky si zachovávajú tie mitrochondriálne štruktúry, ktoré pôvodne patrili vajičku. Vdôsledku toho klony niesú dokonalými kópiami darcu jadra.významný krok kpacientskym pluripotentným bunkám dosiahli Takahashi a kol. v roku 2006. Ukázalo sa, že nadmerná expresia definovaných transkripčných faktorov (TF), o ktorých je známe, že regulujú a udržiavajú pluripotenciu kmeňových buniek (Takahasi et al., 2006, Cell 126, 663 - 676 Schulz Hoffmann, 2007,Epigenetics 2, 37 - 42), môže indukovať pluripotentný stav myších somatických fibroblastov, ktoré sa nazývajú indukované pluripotentné kmeňové (iPS) bunky. vtejto štúdii autori identiñkovali OCT 3/4, SOX 2, KLF 4 a c-MYC ako potrebné na generovanie iPS buniek (Takahasi et al., 2006). V následnej štúdii autori ukázali, že tie isté TF sú schopné preprogramovať dospelé ľudské ñbroblasty (Takahasi et al.,2007, Cell 131, 861 - 872), zatiaľ čo ini pripísali túto aktivitu moditikovanému koktailu TF zloženému z OCT 3/4, SOX 2, NANOG a LlN 28 v súvislosti s ľudskými(Yu et al., 2007, Science 318, 1917) alebo myšími ñbroblastmi (Wernig et al., 2007,Nature 448, 318 - 324). Pre tieto prvotné štúdie, ako aj väčšinu následných štúdii, 4preprogramovacie transkripčné faktory boli nadexprimované pomocou retro- alebo lentivírusových vektorov. Vzhľadom na umlčaníe vírusových promólorov tieto štúdie reprodukovatelne ukazujú. že expresia exogénnych TF je počas procesu preprogramovania vypnutá (prehľadný článok Hotta a Ellis. 2008, J. Cell Biochem. 105, 940 - 948). V súlade s uvedeným je pluripotentný stav udržiavaný aktivovanými endogénnymi transkripčnými faktormi. Okrem toho umlčanie vlrusovo exprimovaných TF je predpokladom pre následnú rediferenciáciu iPS buniek na tkanivovo špeciñcké prekurzory (Yu et al., 2007). Veľkou nevýhodou vírusovej dodávky je stochastická reaktivácia integrovaných retrovírusov kódujúcich potentné onkogény, ktoré v pripade c-MYC viedli k indukcii nádorov u chimérických myši (Okita et al., Nature 448, 313 - 317). Medzitým sa ukázalo, že generovanie iPS buniek je možné aj za neprítomnosti MYC (Nakagawa et al., 2008, Nat. Biotechnol., 26 (1), 101 - 106). Uvádza sa, že celkovo len OCT 4 a SOX 2 sú podstatné pre preprogramovanie. Zdá sa, že onkogény ako MYC a KLF 4 pôsobia ako stimulátory (McDevitt a Palecek,Curr. Opin. Biotechnol. 19, 527 - 533). Vsúlade s uvedeným sa ukázalo, že iné transformačné génové produkty ako SV 40 Large-T antigén alebo hTERT môžu zlepšiť účinnosť generovanie iPS (Mali et al., 2008, Stem Cells 26, 1998 - 2005). Keďže epigenetické preprogramovanie zahŕňa remodeling chromatinu, pridanie inhibltorov históndeactylázy (HDAC) (napriklad kyseliny valproovej) alebo inhibítorov DNA metyltransferázy (napríklad 5-azaC) výrazne zlepšuje účinnosť preprogramovanie (Huangfu et al., 2008, Nat. Biotechnol. 26, 795 - 797) a znížilo potrebu TF pre OCT 4 a SOX 2 (Huangfu et al., 2008. Nat. Biotechnol. 26, 1269 1275).Ďalšou stratégiou na zníženie rizika spojeného s retrovírusovou integráciou do hostiteľského genómu je použitie neintegrujúcich adenovírusových vektorov. ktoré sprostredkujú prechodnú transgénovú expresiu dostatočnú na preprogramovanie (Stadtfeld et al., 2008, 322, 945 - 949). integrácii transgénu sa tiež zabráni použitím bežných eukaryotických expresných plazmidov, čo vedie kprechodnej génovej expresii. Doposiaľ sa pomocou tejto stratégie úspešne preprogramovali MEF na iPS bunky (Okita et al., 2008, Science 322, 949 - 953). Genómová integrácia sa vtejto štúdii nezistila, ale stabilnú genómovú integráciuv malej frakcii buniek transñkovanej plazmidovej DNA nemožno úplne vylúčiť.

MPK / Značky

MPK: C12N 5/071

Značky: somatických, preprogramovanie, buniek, použitie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/86-e18421-pouzitie-rna-na-preprogramovanie-somatickych-buniek.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Použitie RNA na preprogramovanie somatických buniek</a>

Podobne patenty