Для решения этой проблемы в 2010 году Консорциум исследований генетической ассоциации нового поколения Национального института сердца, легких и крови (NHLBI) США спонсировал серию исследований, которые положили начало тяжелой работе по анализу индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS) клеток, собранных из больших групп. пациентов, чтобы узнать больше о том, как отдельные мутации способствуют полигенетическим заболеваниям. Теперь группа из 11 отчетов, полученных в результате совместных усилий, появляется в Cell Stem Cell, Stem Cell Reports и EBioMedicine. Статьи представлены на интерактивном веб-портале http://www.cell.com/consortium/NextGen.«Когда это началось, область стволовых клеток начала приближаться к точке, где можно было подумать о создании iPS-клеток в масштабе, возможно, для сотен или тысяч людей», — говорит Чад Коуэн из Гарвардского института стволовых клеток, Массачусетской больницы общего профиля и Широкий институт. «Пришло время, и NHLBI осознали, что следующим шагом в исследованиях ассоциации в масштабе всего генома является систематический опрос молекулярных механизмов конкретных генов с iniPS-клетками».
Задача, которую стремился преодолеть консорциум, заключалась в следующем: если состояние, такое как сердечно-сосудистое заболевание, имеет более 100 мутаций, которые могут способствовать его причине, как вы измеряете роль каждого гена? Модели на животных вряд ли помогут, потому что изменения могут быть слишком незначительными, а изучение линий стволовых клеток от одного человека не расскажет всей истории, поскольку люди несут разные генетические факторы риска.
Таким образом, исследовательские группы создали линии iPS-клеток — каждая из которых требует около 4-6 месяцев труда и стоит до 20 000 долларов — от сотен людей для оценки физиологических изменений.Этот ресурс уже преподносит несколько уроков: во-первых, количество линий стволовых клеток, необходимых для анализа полигенетического заболевания, может не потребовать сотен образцов. Коуэн, изучавший нарушения метаболизма печени, обнаружил, что его группа может получить результаты с меньшим набором клеток.
Два очень небольших изменения в экспрессии генов могут привести к неожиданно разительным изменениям в клетке, и исследователям любопытно узнать, как это сделать. В-третьих, некоторые из эффектов, которые мутации оказывают на клетки, могут проявиться до того, как стволовые клетки дифференцируются.
"Несмотря на то, что ИПСК демонстрируют значительные перспективы в качестве дополнения к полногеномным ассоциативным исследованиям в понимании функциональной основы вариабельности, еще предстоит проделать довольно много работы с точки зрения стандартизации протоколов и понимания передовых практик для реализации такого подхода. надежный инструмент для обнаружения ", — пишет редактор стволовых клеток клеток Дебора Свит в редакционной статье о консорциуме (DOI: 10.1016 / j.stem.2017.03.020). «Тем не менее, потенциал есть, и это захватывающая перспектива, которую стоит рассмотреть».Эта работа также поможет установить фундаментальные строительные блоки для изучения полигенетических заболеваний.
Например, эти клеточные линии — это то, что исследователи могут заказать у дистрибьютора (WiCell) в ближайшем будущем. Эти усилия могут также привести к более целенаправленному лечению. Другие крупномасштабные исследования с целями, аналогичными целям консорциума NextGen, также продолжаются.
В Европе есть Инициатива HipSci, в Великобритании и проект ЕС StemBANCC.