Molekylære analyser av Myelodysplastisk syndrom iPSC og av iPSC-deriverte sykdomsrelevante celletyper Myelodysplastisk syndrom (MDS) (også kalt pre-leukemi) er et samlebegrep for en gruppe krefttyper karakterisert ved unormal blodproduksjon. MDS pasienter har en opphopning av umodne blodceller i beinmargen og har også redusert antall funksjonelle, modne celler i blodomløpet sitt. Rundt 25 % av MDS pasientene utvikler etter hvert akutt myelogen leukemi (AML), og dette reduserer deres forventede levetid betraktelig. En av de største utfordringene i dagens helsevesen er å forstå de molekylære årsakene til at en bestemt sykdom oppstår og utvikles for slik å kunne tilby skreddersydd behandling som effektivt kurerer krefttyper på en pasient-spesifikk måte. Primære pasient-prøver er en verdifull ressurs for å kunne utvikle slike tilnærminger, men svært begrensede mengder kan isoleres fra hver pasient. Dette har derfor til nå umuliggjort analyser av multiple faktorer samtidig. Slike analyser er imidlertid ofte nødvendig for å kunne forstå kompleksiteten til sykdommen. Vi overvinner denne begrensningen ved å generere pasient-deriverte celler (såkalte induserte pluripotente stamceller (iPCS)) som så kan ekspanderes til et stort nok antall celler til å kunne gjøre multi-faktorielle analyser og til å kunne studere en sykdom i en petriskål. Målet med studien vår er å bruke pasient-deriverte iPSC til å oppdage til nå uidentifiserte årsaker til MDS som på sikt kan bli brukt til å identifisere nye biomarkører som forbedrer diagnostisering og behandling av pasienter.
Da vi undersøkte signaleringsdefekter i de induserte pluripotente stamcellene som vi hadde generert fra MDS-prøver, fant vi at flere proteiner viktige for kromatinkomprimering, var feilregulert. Man vet veldig lite om hvordan disse proteinene regulerer blodutviklingen, og vi genererte derfor det første genomiske kromatin-interaksjonskartet for lamin B1 og lamin B-reseptoren med blodceller fra friske blodgivere. I tillegg genererte vi tilsvarende kart med celler fra MDS prøver for å kunne sammenligne hvordan feilreguleringen i disse proteinene forandrer interaksjonen med kromatin. Vi fant også en signalvei som ser ut til å påvirke effektiviteten til somatisk celle-reprogrammering. Sistnevnte er relevant for bedre å kunne forstå hvilke signalveier som fungerer som viktige mediatorer for somatisk celle-reprogrammering og kan tenkes å bidra til å øke den generelle effektiviteten når man lager iPSC. Dette kan igjen muliggjøre tilgang til prøver eller celletyper som reprogrammeres mye mindre effektivt enn hud-fibroblaster
Somatic cell types such as skin fibroblasts can be reprogrammed to induced pluripotent stem cells (iPSC) by ectopic expression of four transcription factors Oct4, Klf4, Sox2 and c-Myc thereby offering great opportunities to generate patient-specific cells that can be maintained and expanded into disease-relevant cell types and be studied in the dish. We have recently demonstrated that pluripotency can also be induced in peripheral blood cells, enabling us to access disorders where the mutation is restrict ed to blood cells, for instance blood malignancies. Blood cancers account for approximately 7% of cancers worldwide, and occur in all age groups including children and adolescents. The amounts of cells that can be obtained from patients or from blood samp les already stored at biobanks are often of limited use for extensive experimental procedures since these cell numbers do not permit multifactorial analysis. Our proposal focuses on the generation of iPSC to study myelodysplastic syndromes (MDS), a clonal hematopoietic disorder in the age group above 50 that is characterized by impaired blood cell differentiation and a predisposition to transformation to acute myeloid leukemia (AML). Primary patient samples, MDS-iPSC and MDS-iPSC derived disease-relevant cell types will be analyzed in order to identify underlying molecular causes of MDS pathogenesis with the ultimate goal to detect novel biomarkers and drug targets that may be used for diagnostic and in therapy.