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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.60.2012.tde-26022013-092913
Documento
Autor
Nome completo
Luiza Cunha Junqueira Reis
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2012
Orientador
Banca examinadora
Russo, Elisa Maria de Sousa (Presidente)
Ambrosio, Carlos Eduardo
Haddad, Simone Kashima
Título em português
Geração de células de pluripotência induzida (iPS) humanas utilizando vetores lentivirais e determinação do perfil de integração lentiviral
Palavras-chave em português
Células-tronco de pluripotência induzida
integração lentiviral
LM-PCR.
vetores lentivirais
Resumo em português
As células iPS surgiram com a promessa de contornar as limitações das células-tronco embrionárias, como questões éticas, segurança, compatibilidade e disponibilidade. Essas células podem ser obtidas a partir de células somáticas de indivíduos normais ou de pacientes com doenças genéticas, fazendo destas uma importante ferramenta para o screening de drogas, modelos de doenças e testes toxicológicos. Grandes avanços ocorreram na reprogramação de células diferenciadas pela expressão forçada de fatores de transcrição (FT), principalmente, através de vetores lentivirais (VL), que proporcionam uma reprogramação eficiente. Entretanto, a inserção lentiviral no genoma humano e sua influência na reprogramação é pouco conhecida. Neste trabalho, avaliamos o perfil de inserção dos VL utilizados na geração de iPS. As iPS foram geradas e caracterizadas por nosso grupo a partir de fibroblastos humanos transduzidos com VL contendo 3 FT [SOX2, TCL-1A e C-MYC (célula TSM)], e de células mesenquimais derivadas de tecido adiposo com um vetor lentiviral policistrônico contendo 4 FT [OCT4, SOX2, KLF4 e C-MYC (iPS 4FT)]. Cinco colônias isoladas de cada iPS foram mapeadas e analisadas quanto aos sítios de inserção pela técnica de LM-PCR. O DNA genômico digerido foi amplificado com um primer específico para o LTR viral e outro para um linker sintético. Os produtos foram clonados, sequenciados, e analisados em bancos de dados para identificar similaridades com o genoma humano, entre outras análises. Na célula TSM, 176 sequências, obtidas com a técnica de LM-PCR, apresentaram identidade com o genoma humano, sendo que cerca de 50% ocorreram em regiões gênicas com 94% destas em introns. Já nas iPS 4FT, 251 sequências apresentaram identidade, com cerca de 45% atingindo genes, 92% destas em introns. As inserções distribuíram-se por todos os cromossomos, com preferência pelos cromossomos 16, 17 e 20 para a TSM e pelos cromossomos 11, 15 e 17 para a iPS 4FT. Analisamos a distância da inserção ao sítio de início de transcrição (TSS), e inserções próximas a ilhas CpG, que em geral correspondem a regiões regulatórias. A maior proporção de inserção ocorreu a partir de ±30Kb de distância desses sítios. Os sítios frágeis e as regiões repetitivas do genoma foram atingidas, mas com uma frequência baixa. Os resultados mostraram uma preferência de inserção lentiviral por regiões gênicas nas iPS, indicando a possível participação de proteínas como LEDGF/p75 na integração nas células estudadas. Este trabalho mostrou que o local da integração pode contribuir para a reprogramação e, apesar de possíveis efeitos negativos das integrações, estas as células iPS ainda são uma ferramenta importante para estudos in vitro. E identificar fatores que influenciem a seleção do sítio de inserção é importante para determinar regiões cromossômicas "seguras" para a integração, aumentando a segurança no uso clínico.
Título em inglês
Generation of human induced pluripotent stem (iPS) cell using lentiviral vector and determination of the lentiviral integration profile
Palavras-chave em inglês
iPS cells
lentiviral integration
lentiviral vectors
LM-PCR.
Resumo em inglês
The induced pluripotent stem (iPS) cells came with the promise of circumvent some of the limitations in the use of embryonic stem cells, like ethical issues, biological safety, immune compatibility and availability. This cells can be generated from somatic cells of normal individuals or from patients with some genetic disease, making then an important tool for drug screening, construction of disease models and toxicological trials. Great advances have happened in reprogramming differentiated cells through the forced exogenous expression of transcription factors (TF), mostly by lentiviral vectors (LV), which provide an efficient reprogramming. However, the lentiviral insertion in the human genome and its influence in reprogramming is not well known. In this work, we evaluate the insertion profile of LV used to generate human iPS cells. The iPS cells were generated, by our group, from human fibroblasts transduced by LV containing 3 TF [SOX2, TCL-1A and C-MYC (TSM reprogrammed cell)], and from mesenchymal cells derived from human adipose tissue transduced by a polycistronic LV containing 4 TF [OCT4, SOX2, KLF4 and C-MYC (iPS 4TF)]. Five isolated colonies of each iPS cell were mapped and analyzed for the insertion sites through LM-PCR technique. The digested genomic DNA was amplified with a primer for the viral LTR e another for a synthetic linker. The products were cloned, sequenced and analyzed in database to identify similarities with the human genome, among other analyzes. In TSM cell, 176 sequences, derived from the LM-PCR technique, presented identity with the human genome, and about 50% of those occurred in genic regions with 94% in introns. In iPS 4TF, 251 sequences showed identity, with about 45% reaching genes, 92% of these in introns. The insertions were distributed on all chromosomes, with preference for the 16, 17 and 20 for the TSM cell, and for the 11, 15 and 17 for the iPS 4TF. We analyzed the distance of the insertion from de transcription start site, and insertions near CpG islands, which, overall, correspond to regulatory regions. The highest proportion of insertion occurred starting ±30Kb distance from these sites. The fragile sites and the repetitive regions of the genome were also reached, but with low frequency. The results showed a preference of lentiviral insertion for genic regions in iPS, indicating the potential participation of proteins like LEDGF/p75 in integration in the cells of this work. This work shows that the integration site may contribute to the reprogramming, and, despite possible negative effects of integration, these iPS cells are still an important tool for in vitro studies. Identify factors that influence the selection of insertion site is important for determination of "safe" chromosomal regions for the integration, increasing the safe in clinical use.
 
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Data de Publicação
2013-03-08
 
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