Passi avanti nella ricerca sui cambiamenti del DNA nelle cellule staminali embrionali umane

Scienziati in Europa hanno scoperto che la coltura prolungata di cellule staminali embrionali umane (hESC) può innescare modifiche che risultano in anomalie cromosomiche. Pubblicate sulla rivista "Nature Biotechnology", le conclusioni sono il risultato del progetto ESTOOLS ("Platforms for biomedical discovery with human ES cells"), che ha ricevuto 12 milioni di euro attraverso l'area tematica "Scienze della vita, genomica e biotecnologie per la salute" del Sesto programma quadro (6° PQ). ESTOOLS è stato avviato per sviluppare le competenze, gli strumenti e le tecniche necessarie per applicazioni mediche, farmaceutiche e bioindustriale per la ricerca sulle cellule staminali embrionali (ES) e staminali pluripotenti indotte (IPS).

Gli scienziati che cercano di determinare il modo migliore per prevenire le modifiche dannose nelle hESC coltivate trarranno beneficio dai risultati di questo recente studio, in quanto i risultati contribuiranno a garantire un'applicazioni più affidabile dei trattamenti rigenerativi basati sulle cellule staminali. Il team di ricerca ha fatto sapere che i risultati sosterranno inoltre l'ulteriore analisi del cosiddetto processo di adattamento delle colture, nel quale le hESC coltivate mimano l'accumulo di mutazioni genetiche tipiche della trasformazione maligna. Ciò potrebbe potenzialmente offrire indizi su alcuni meccanismi genetici responsabili dello sviluppo del cancro.

"La coltura prolungata delle hESC può portare a un adattamento e all'acquisizione di anomalie cromosomiche, rendendo necessaria una rigorosa analisi genetica di queste cellule", si legge nell'articolo.

I ricercatori stanno attualmente studiando le cellule staminali embrionali per determinarne il potenziale utilizzo nelle terapie rigenerative basate sulla sostituzione cellulare, perché hanno la capacità di auto-rinnovarsi e svilupparsi in una varietà di tipi di cellule e tessuti come ad esempio le cellule ematiche, i neuroni, le ossa e i muscoli.

Gli scienziati riconoscere tuttavia che i cambiamenti genetici si verificano in un certo numero di linee di hESC quando si moltiplicano in laboratorio, e questi cambiamenti possono assomigliare alle anomalie del DNA (acido desossiribonucleico) spesso presenti nelle cellule tumorali. Le hESC potrebbero inoltre subire altri cambiamenti genetici che i metodi tradizionali non riescono a rilevare. Ne risulta che nel mondo della medicina permangono gravi preoccupazioni riguardo al loro impiego.

Il team ha utilizzato l'analisi del DNA ad alta risoluzione per mappare le modifiche genetiche in 17 linee di hESC coltivate per molte generazioni e conservate in laboratori diversi. La loro analisi ha individuato 843 variazioni del numero di copie (CNV), e "in media, il 24% dei siti con perdita di eterozigosi (LOH) e il 66% delle CNV cambiavano durante la coltura, tra il passaggio precoce e tardivo della stessa linea", hanno scritto gli autori. Le CNV e LOH sono variazioni genetiche che potrebbero essere legate alla trasformazione tumorale. I ricercatori hanno scoperto che il 30% dei geni con siti CNV aveva "un'espressione alterata rispetto ai campioni con un numero di copie normale, di cui oltre il 44% erano funzionalmente collegate al cancro".

"Quando sapremo quali geni sono coinvolti, sarà più facile respingere le linee di hESC in cui tali geni sono più propensi a mutare", ha spiegato il co-autore Peter Andrews, professore del Centro di biologia delle cellule staminali presso l'Università di Sheffield nel Regno Unito e capo del consorzio ESTOOLS.

La squadra ESTOOLS è composta da 21 partner (18 istituti di ricerca universitari e 3 aziende) della Repubblica ceca, Finlandia, Germania, Italia, Israele, Paesi Bassi, Spagna, Svezia, Svizzera e Regno Unito. I partner del progetto ritengono che le attività di formazione e di divulgazione contribuiranno a massimizzare l'impatto della loro ricerca e a sviluppare una forte base competitiva europea per la ricerca sulle cellule staminali embrionali umane.

FONTE: Molecularlab.it e Cordis