Estudo da ação do gene TCL1 na reprogramação de células-tronco de pluripotência induzida (iPS) humanas

• Main Author: Malta, Tathiane Maistro
• Other Authors: Castro, Virgínia Picanço e
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2013
• Subjects: Expressão gênica; Gene expression; iPS; Pluripotência; Pluripotency; TCL1
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60135/tde-06092013-092916/

Células somáticas podem ser reprogramadas para um estádio pluripotente (iPS) adquirindo propriedades semelhantes às células-tronco embrionárias (CTE). O interesse nas células pluripotentes reside em sua capacidade de originar todos os tipos de células somáticas e germinativas, podendo ser aplicadas no tratamento de diversas doenças crônico-degenerativas. Desde sua primeira descrição, diferentes combinações de moléculas já foram utilizadas com sucesso para a geração de iPS. Entretanto, os mecanismos pelos quais a transdução de fatores específicos atuam na reprogramação celular não estão esclarecidos. Este trabalho teve como objetivo induzir a expressão do gene TCL1 em fibroblastos humanos e avaliar a ação deste gene no processo de reprogramação celular. Para tal, foram estabelecidas linhagens celulares de fibroblastos humanos com a expressão estável de TCL1 e essas células foram cultivadas em condições de pluripotência. Após a modificação, as células adquiriram morfologia sugestiva de colônias de células-tronco pluripotentes com marcação positiva para a proteína intracelular NANOG e com níveis de expressão gênica elevados de SOX2, MYC, NANOG, LIN28, TP53, CDH1 e reduzidos de SLUG, quando comparados com fibroblastos virgens. Com intuito de avaliar as alterações transcricionais decorrentes da inserção de TCL1 e do cultivo em condições favorecedoras da pluripotência, foram comparados os perfis de expressão gênica obtidos por microarray de diferentes bibliotecas, incluindo as células modificadas com TCL1, fibroblastos, CTE e iPS. A análise exploratória dos dados mostrou que a introdução de TCL1 modificou o perfil de expressão dos fibroblastos e as células resultantes adquiriram um perfil transcricional que se assemelhou mais com o perfil de células pluripotentes do que com o perfil das células somáticas de origem. A análise diferencial dos dados revelou que vias importantes para a reprogramação celular foram moduladas pela inserção de TCL1, como: Pluripotência de células-tronco embrionárias humanas, Sinalização Wnt/?-catenina e Regulação da transição epitelial-mesenquimal. Os resultados deste trabalho propõem que TCL1 interage com AKT1, aumentando sua atividade, que por sua vez ativa NANOG, acionando a maquinaria de pluripotência e, contribuindo assim, para a reprogramação celular === Somatic cells can be reprogrammed into pluripotent stage (iPS) acquiring properties similar to embryonic stem cells (ESC). The interest in pluripotent stem cells lies in their ability to originate all types of somatic and germ cells, and in their possible application in the treatment of various chronic and degenerative diseases. Since its first description, different combinations of molecules have been successfully used for the generation of iPS. However, the mechanisms by which the transduction of specific factors act on cell reprogramming remain unclear. This study aimed to induce the TCL1 gene expression in human fibroblasts and to evaluate its effect on the cell reprogramming process. We established human fibroblast cell lines with stable expression of TCL1 and cultured these cells under pluripotency conditions. After modification, the cells acquired a pluripotent stem cells-like morphology, stained positive for intracellular protein NANOG, expressed high levels of SOX2, MYC, NANOG, LIN28, TP53, CDH1, and reduced levels of SLUG, as compared to nontransduced fibroblasts. In order to evaluate the transcriptional changes resulting from the insertion of TCL1 and from the culture conditions favoring the pluripotency, we compared the gene expression profiles obtained by microarray among different libraries, including the TCL1 modified cells, fibroblasts, ESC and iPS. Exploratory data analysis showed that the introduction of TCL1 gene modified the expression profile of cells and the resulting fibroblasts acquired a transcriptional profile that resembled more to the profile of pluripotent cells than with the profile of the somatic cells. Differential data analysis revealed that pathways important for cell reprogramming were modulated by TCL1 insertion such as: Human embryonic pluripotent stem cell pathway, Wnt / ?-catenin signaling pathway, and Regulation of epithelial-mesenchymal transition. The results of this study suggest that TCL1 interacts with AKT1, increasing its activity, which in turn activates NANOG, triggering the machinery of pluripotency and thus contribute to cellular reprogramming.