Pluripotent stem cells as research models: the examples of trinucleotide repeat instability and X-chromosome inactivation
Els models de malalties són una eina bàsica per la comprensió de les malalties humanes. Actualment, la majoria de la informació de la que disposem de malalties humanes es basa en models animals. Tot i això, els models animals difereixen molecular i fenotípicament dels humans, i no sempre reprodueixe...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2015 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/325148 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/325148 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Cèl·lules mare pluripotents Pluripontent stem cells Expansió de trinuleotids Trinuleotide repeat disease Inactivació del cromosoma X X chromosome inactivation Ciències Experimentals 576 |
| Sumario: | Els models de malalties són una eina bàsica per la comprensió de les malalties humanes. Actualment, la majoria de la informació de la que disposem de malalties humanes es basa en models animals. Tot i això, els models animals difereixen molecular i fenotípicament dels humans, i no sempre reprodueixen fidelment la malaltia humana. En les últimes dècades, les cèl·lules mare humanes s’han establert com una opció molt interessant en el camp de la modelització cel·lular. En aquest treball hem volgut caracteritzar les cèl·lules mare embrionàries com a models per a l’estudi de la inestabilitat de la repetició de trinucleotids a la distròfia miotonica tipus 1 (DM1) i la malaltia de Huntington (HD). Així mateix, hem volgut estudiar la inactivació del cromosoma X amb la intenció de fer servir linees cel·lulars com a models per l’estudi del desenvolupament embrionàri humà. A la primera part d’aquest treball, hem observant una inestabilitat de repeticions de trinucleotids significativa al locus de la malaltia DM1 de les cèl·lules mare estudiades. La diferenciació d’aquestes cèl·lules va estabilitzar el número de repeticions. L’estabilització de les repeticions va ser concomitant amb la regulació a la baixa de l’expressió de gens involucrats en els mecanismes de reparació cel·lular. Posteriorment a la publicació del nostre article, altres grups varen reproduir els nostres resultats, però en aquest cas utilitzant cèl·lules mare induïdes. Els estudis recolzen la reproductibilitat dels nostres resultats, suggerint que poden ser extrapol·lats a altres linees de cèl·lules mare arreu del mon. Referent a la mutació de HD, varem trobar que era estable en totes les condicions estudiades, en cèl·lules indiferenciades, diferenciades a progenitors d’os, teratomes i progenitors neurals. Aquests resultats estan en concordancia amb els resultats obtinguts per altres grups que descriuen un baix nombre de repeticions al locus de HD. Per altra banda, varis grups han descrit la presencia de inestabilitat de les repeticions en cèl·lules diferenciades a la linea neural. La discrepància entre els nostres resultats i aquests últims podria ser deguda a la obtenció de cèl·lules neurals menys madures en el moment del nostre estudi. A la segona part d’aquesta tesis hem estudiat la inactivació del cromosoma X en 23 línies femenines de cèl·lules mare pluripotents. Vàrem observar una ràpida progressió de les cèl·lules de dependència de XIST en la inactivació del cromosoma X cap a un estat d’adaptació al cultiu que es caracteritza per un estadi de inactivació independent de l’expressió de XIST i amb una erosió de la metilació. També describim un patró d’inactivació esbiaixat en la majoria de les línies estudiades, contrari al patró aleatori observat en cèl·lules femenines adultes. A més a més, aquest patró és independent de XIST, de l’origen del cromosoma X i d’aberracions cromosòmiques. Aquests resultats suggereixen que el patró esbiaixat observant esta dirigit provablement per l’activació o repressió d’al·lels específics que es troben en el cromosoma X i que li confereixen a la cèl·lula un avantatge respecte a les altres cèl·lules. En conclusió, les cèl·lules mare pluripotents semblen ser un bon model in vitro per a l’estudi d’ambdues malalties, DM1 i HD, ja que presenten el mateix patró d’inestabilitat de la repetició del trinucleotid que s’observa in vivo. Cal remarcar també la depencia Overall, hPSC appear to be a good in vitro model for the study of both DM1 and HD TNR instability, as the repeat follows in vitro the same patterns as found in vivo, including its dependency of the MMR machinery, particularly in the case of DM1. However, our results on the study of the X chromosome inactivation (XCI) state suggest caution when using hPSC as early human developmental research models. The eroded state of XCI found in many of the hPSC lines, and the frequency of skewed XCI patterns suggests that these cells are not a good proxy to early embryonic cells, at least what XCI is concerned. Conversely, they may still provide an interesting model to study gene function and mechanisms implicated. |
|---|