Dissecting the role of TGF-beta pathway in human Pluripotent Stem Cells

Le cellule staminali embrionali umane (hESCs) e le cellule staminali pluripotenti indotte (hiPSCs) sono caratterizzate dalla capacità di dare origine tutti i tipi cellulari presenti nell’adulto e di poterle espandere indefinitamente in vitro. Comprendere i meccanismi molecolari che controllano la pluripotenza è fondamentale per differenziare cellule pluripotenti umane in tutti i tipi cellulari utili per applicazioni cliniche. Le vie di segnalazione che mantengono la pluripotenza nelle cellule staminali pluripotenti umane sono TGF-beta e FGF. Ad oggi, sono stati identificati solo pochi fattori di trascrizione che controllano la pluripotenza, come i fattori di trascrizione OCT4, SOX2 e NANOG. Pertanto, ho utilizzato un approccio sistematico per identificare nuovi componenti del network di pluripotenza. Mi sono focalizzata sul ruolo di TGF-beta al fine di trovare target funzionali diretti che a valle di questa via di segnalazione siano in grado di mantenere lo stato di pluripotenza. Intersecando un’analisi comparativa del trascrittoma con dati relativi alla posizione nel genoma, ho ottenuto una lista di 21 fattori di trascrizione, di cui poi 8 sono stati confermati. Ulteriori test funzionali hanno portato all’identificazione di quattro fattori di trascrizione che sono in grado di mantenere hESCs e hiPSCs pluripotenti indifferenziate in assenza di TGF-beta. In particolare, uno di questi quattro fattori di trascrizione non è mai stato studiato, quindi mi sono focalizzata su di esso. Ho successivamente caratterizzato il programma trascrizionale controllato da questo fattore per capire come sia in grado di mantenere la pluripotenza. È interessante notare che questo nuovo fattore regola sia la pluripotenza che la morfologia cellulare, ossia l’identità epiteliale. Infine, il knockdown di questo fattore durante la riprogrammazione somatica riduce fortemente il numero di colonie di iPSCs ottenute.