Ожидается, что открытие этих “ основных ” клеток, называемых клетками-основателями плюрипотентных плюрипотентов человека, наряду с процессом их идентификации, откроет новый канал исследований, направленных на лучшее понимание роста раковых опухолей и того, как стволовые клетки человека принимают решения по этому поводу. кем стать или не стать.
Исследование было опубликовано сегодня в Cell.
«Мы обнаружили популяцию, о которой никто не знал, которая, кажется, является« центральной фигурой »экосистемы стволовых клеток, которая необходима для поддержания и роста всех других клеток», – сказал Мик Бхатия, директор Исследовательского института стволовых клеток и рака. профессор биохимии и биомедицинских наук в McMaster.
"Этот класс плюрипотентных стволовых клеток человека имеет совершенно другой набор генов и, следовательно, подчиняется другому набору правил и реагирует на разные типы сигналов."
Плюрипотентные стволовые клетки человека считаются мастер-клетками, и благодаря их способности дифференцироваться в различные типы клеток эти клетки-основатели, по-видимому, находятся на вершине этой системы стволовых клеток.
Команда Бхатиа потратила более шести лет на изучение клеточного уровня, чтобы исследовать то, что, по их словам, является ранее упущенным из виду клетками, которые формируются на краях колоний плюрипотентных стволовых клеток. Охарактеризовав эти клетки, команда также наблюдала, как они формируются на самых ранних стадиях репрограммирования плюрипотентных клеток из взрослых клеток.
Понимая и изолировав эти клетки по краям с помощью инструмента, называемого анализом экспрессии генов секвенирования одноклеточной РНК, исследователи обнаружили подмножество клеток с характеристиками, которые отличают их от окружающей их клеточной экосистемы.
Команда Макмастера вместе с сотрудниками из Гарвардского университета, Университета Монаша в Австралии и больницы Mount Sinai в Торонто сравнили характеристики человеческих клеток-основателей плюрипотентных стволовых клеток со стволовыми клетками мышей, но не обнаружили сходства. Однако они обнаружили такое же подмножество клеток-основателей в стволовых клетках обезьян.
«Мы перешли к различным видам, потому что полагали, что это будет нечто универсальное, но мы были шокированы тем, что это не было столь универсальным, как мы думали», – сказал Бхатия.
"Мы потратили много времени, пытаясь доказать, что это обобщаемый феномен, но, как выяснилось, это было ограничено приматами. Это может помочь объяснить фундаментальные различия в реакции стволовых клеток на лекарственные препараты у мышей и людей и является частью наших будущих испытаний."
Более современные технологии, используемые исследователями, в сочетании с новыми инструментами и методами интеллектуального анализа данных, оказались важными для результатов исследования.
«Технологический прогресс, который позволил нам разобрать его на части, – это метод, с помощью которого мы могли изолировать отдельные клетки от популяции и посмотреть на их генный профиль», – сказал Бхатия.
«Это все равно, что посмотреть на население Канады и провести опрос на уровне населения и прийти к выводу на уровне населения, что все в Канаде любят хоккей и Тимбитс. Но когда вы начинаете интервьюировать людей, вы избегаете обобщений и обнаруживаете, что у каждого человека есть свои уникальные особенности."
В настоящее время лаборатория Бхатиа использует свои знания о клетках-основателях и анализ секвенирования одноклеточной РНК для решения вопросов рака человека.
Тони Коллинз, автор исследования и руководитель исследований в лаборатории Bhatia в McMaster, сказал, что используемый сложный анализ больших данных имеет важное значение для будущего обучения.
«Сейчас мы применяем наш опыт использования этой технологии и методов в сложных раковых системах», – сказал Коллинз. "Почему отдельная клетка вообще становится злокачественной?? В чем разница между раковыми клетками? Признаки этих клеток-основателей, или “ вора в законе ”, присутствуют в опухоли человека?
"Это открывает совершенно новый набор критериев и способ взглянуть на сотовую систему, о котором мы не задумывались до сих пор."
Изначально исследование финансировалось Советом по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады (NSERC), а также Канадским институтом исследований в области здравоохранения (CIHR).