Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Sicherung der stammzellbasierten regenerativen Therapie gegen iatrogene Krebsentstehung: Transgene Expression von DNASE1, DNASE1L3, DNASE2, DFFB kontrolliert durch den POLA1-Promoter in proliferierenden und gegen gerichtete Differenzierung resistenten humanen autologen pluripotenten induzierten Stammzellen führt zu deren Tod

Marek Malecki, Christine LaVanne, Dominique Alhambra, Chaitanya Dodivenaka, Sarah Nagel und Raf Malecki

Einleitung: Die schlimmstmögliche Komplikation bei der Verwendung von Stammzellen für die regenerative Therapie ist die iatrogene Krebsentstehung. Das ultimative Ziel unserer Arbeit ist die Entwicklung eines selbstauslösenden Rückkopplungsmechanismus, der den Tod aller Stammzellen herbeiführen soll, die sich einer gezielten Differenzierung widersetzen, sich weiter vermehren und zu Tumoren heranwachsen können. Spezifisches Ziel: Das spezifische Ziel war dreifach: (1) genetische Konstruktion der DNA-Konstrukte für die humanen, rekombinanten DNASE1, DNASE1L3, DNASE2, DFFB, gesteuert durch den POLA-Promoter; (2) biotechnologische Herstellung von durch Anti-SSEA-4-Antikörper gesteuerten Vektoren, die Transgene an humane undifferenzierte und sich vermehrende pluripotente Stammzellen übertragen; (3) Herbeiführung des Todes von sich vermehrenden und sich der gezielten Differenzierung widersetzenden Stammzellen durch transgene Expression der humanen rekombinanten DNasen (hrDNasen). Methoden: Die DNA-Konstrukte für die humanen, rekombinanten DNASE1, DNASE1L3, DNASE2 und DFFB, die vom POLA-Promoter gesteuert werden, wurden gentechnisch verändert. Die Vektoren, die speziell auf SSEA-4 exprimierende Stammzellen abzielen, wurden biotechnologisch hergestellt. Die mononukleären Knochenmarkzellen (BMMCs) der gesunden Freiwilligen wurden mit nicht-integrierenden Plasmiden in humane, autologe, pluripotente Stammzellen (hapiSCs) induziert. Die gezielte Differenzierung der induzierten Stammzellen in Endothelzellen wurde mit EGF und BMP erreicht. Die von den Anti-SSEA-4-Antikörpern gesteuerten DNA-Vektoren lieferten die Transgene für die humanen rekombinanten DNasen in proliferierende Stammzellen. Ergebnisse: Die Differenzierung der pluripotenten induzierten Stammzellen in Endothelzellen wurde durch Hervorhebung der Bildung von engen und adhärenten Verbindungen durch transgene Expression rekombinanter fluoreszierender Fusionsproteine ​​verifiziert: VE Cadherin, Claudin, Zona Occludens 1 und Catenin. Die Proliferation der Stammzellen wurde durch Hervorhebung der transgenen Expression rekombinanter fluoreszierender Proteine ​​bestimmt, die durch den POLA-Promoter kontrolliert werden, während auch die Expression der Transgene für die hrDNasen gemeldet wurde. Die Expression der Transgene für die DNasen führte zum vollständigen Zusammenbruch der Chromatinarchitektur und zum Abbau der genomischen DNA der proliferierenden Zellen. Die proliferierenden Stammzellen, nicht jedoch die differenzierenden, wurden effektiv zum Absterben gebracht. Schlussfolgerung: Hierin beschreiben wir den Proof of Concept für die Strategie, bei der die transgene Expression der gentechnisch veränderten menschlichen rekombinanten DNasen in proliferierenden und gezielt differenzierungsresistenten Stammzellen zu deren Absterben führt. Diese neuartige Strategie reduziert das Risiko einer iatrogenen Krebsentstehung bei der Stammzellentherapie .