< Terug naar vorige pagina

Project

(Epi)genetische stabiliteit in gameten, pre-implantatie embryo's en menselijke embryonale stamcellen met een focus op het gedrag van dynamische mutaties bij myotone dystrophie en fragiele X syndroom. (FWOAL469)

PGD is een alternatief voor prenatale diagnose, waarbij embryos gekweekt in vitro op dag drie na inseminatie worden onderzocht op de aanwezigheid van een genetische aandoening waarvoor het patiëntenkoppel at risk. Enkel embryos zonder de genetische aandoening in kwestie worden bij de moeder teruggeplaatst, terwijl de aangetaste embryos na informed consent van de ouders meestal worden afgestaan voor onderzoek. Dynamische mutaties zijn mutaties die veroorzaakt worden door (meestal) triplet repeats en die, indien zij door hun inherente instabiliteit vergroten, de correcte functie van het gen waarin zij zich bevinden zullen verstoren. Eén voorbeeld van zo een aandoening is myotone dystrofie (DM1), die veroorzaakt wordt door een instabiele CTG repeat in het 3 einde van het DMPK gen. Normale individuen dragen 35 repeats of minder, terwijl DM1 patiënten tussen de 50 (voor milde gevallen) en meer dan 1000 (voor de ernstige congenitale vorm) dragen. De juiste mechanismen van deze instabiliteit zijn nog niet volledig opgehelderd, maar door onderzoek in onze groep kon worden aangetoond dat de CTG repeat instabiel is in immature eicellen, terwijl hij zeer stabiel is in preimplantatie embryos.

Embryos die na PGD blijken een monogene aandoening te dragen, vormen tevens een belangrijke bron voor het afleiden van embryonale stamcellijnen, die op hun beurt een belangrijk model voor het onderzoek van deze aandoeningen vertegenwoordigen.

Onze vakgroep Embryologie en Genetica omvat tevens een HESC lab, waar op dit ogenblik reeds 26 verschillende HESC lijnen werden afgeleid, in cultuur gehouden en gekarakteriseerd. Zes van deze lijnen werden afgeleid van embryos die drager zijn van dynamische mutaties, nl. DM1, de ziekte van Huntington (HD), fragiele X syndroom (FRAXA, 2 lijnen), spinocerebellaire ataxie type 7 (SCA7) en fascio-scapulohumerale dystrofie (FSHD).

HESC zijn onsterfelijke cellijnen die frequent voor lange tijd in cultuur worden gehouden, zonder dat dit hun pluripotentie lijkt aan te tasten. Nochtans vinden er in deze cellen mutaties plaats, zoals in elke andere delende cel. Het werd reeds gerapporteerd dat HESC chromosomale afwijkingen en epigenetische veranderingen, zoals veranderingen in methylatie patronen, kunnen ondergaan. Ook in ons eigen lab hebben wij een chromosomale aberratie genoteerd in één van onze cellijnen na een lange tijd in cultuur. Deze chromosomale afwijkingen werden tot nu toe met klassieke karyotypering opgespoord.

Aansluitend op het onderzoek van De Temmerman et al (2004) op gameten en embryos met DM1, werd de HESC lijn met DM1 (VUB03_DM1) onderworpen aan een minutieus onderzoek wat betreft de instabiliteit van de CTG repeat. Bij elke passage werden groepjes van cellen uit verschillende kolonies met PCR geamplifieerd, of met Southern blot onderzocht om de lengte van de repeat accuraat te bepalen. Hieruit bleek dat de repeat hoogst instabiel is in HESC, dit in contrast met preimplantatie embryos, en dit ondanks het feit dat aangenomen wordt dat beide celtypes zeer dicht bij mekaar staan.

Doel van het project

Dit project omvat twee grote lijnen van onderzoek:

(1) De genomische stabiliteit van de HESC zal onderzocht worden. Dit is belangrijk omdat, indien deze cellen ooit in celtherapie worden gebruikt, de veiligheid voor de recipiënt moet gewaarborgd worden. Ook zouden veranderingen in het genoom een invloed kunnen hebben op het proteoom van deze cellen, hetgeen hun capaciteit tot differentiatie naar verschillende mature celtypes zou kunnen verstoren. Niet enkel veranderingen in het genoom, maar ook epigenetische veranderingen (methylatiepatronen) kunnen een invloed op deze cellen uitoefenen.

(2) Het gedrag van dynamische mutaties in gameten en preimplantatie embryos (als in vivo model, en als vervolg van het onderzoek in DM1 embryos) en in HESC zal onderzocht worden. HESC die deze mutaties dragen zijn interessante modellen die dierproeven voor een groot deel zouden kunnen vermijden. Het is dus belangrijk om het gedrag van de mutatie in deze HESC te karakteriseren, vóór andere experimenten worden ondernomen. Het uiteindelijke doel is bij te dragen tot de ontrafeling van de mechanismen van instabiliteit in dynamische mutaties, hetgeen van belang is voor de ontwikkeling van eventuele behandeling van patiënten die drager zijn van dynamische mutaties.
Datum:1 jan 2008 →  31 dec 2011
Trefwoorden:reproductive genetics, embryonic stem cells, preimplantation genetic diagnosis
Disciplines:Basiswetenschappen, Biologische wetenschappen