Genome instability: A pitfall in hESC s use in regenerative medicine

Mgr. Miriama Krutá, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Lidské kmenové embryonální buňky (hESC) představují důležitý potenciální nástroj buněčné terapie, významé v oblastech regenerativní medicíny, onkologie, gerontologie a ve zlepšování prognózy a kvality života pacientů. Bohužel nás etické a technické problémy omezují v izolaci nových linijí hESC dle individuálních požadavků paciencta a nutí nás využít dlouhodobé kultivace hESC in vitro. Dlouhodobá kultivace hESC však s sebou přináší problémy v podobě kumulace chromozomálních abnormalit v procesu adaptace buňěk na in vitro podmínky. Takto adaptované buňky nejsou vhodné k užití v klinických studiích a následné možné léčbě. Odhalení a modulace procesů, vedoucích ke zmíněné genomové nestabilitě významně přispěje k využití hESC v klinické praxi. Disertační práce bude realizována na lidských embryonálních kmenových buňkách a případně také indukovaných lidských pluripotentních buňkách. Metodologicky bude práce zahrnovat propagaci a diferenciaci kmenových buněk in vitro, modifikaci kultivačních podmínek, analýzy růstových vlastností, analýzy exprese mRNA a proteinů, genetické modifikace buněk cílené na odhalení funkcí vybraných molekul a frekvenci mutací.

Abstract:

Human embryonic stem cells (hESC) present a potential instrument of a cell therapy and might be useful in future regenerative medicine, oncology, gerontology and for improving patients` life quality. However, ethical and technical problems accompanying isolation of new hESC line for every individual patient force us to opt for long-term cultured lines of hESC instead. Long-term cultivation of hESC, however, leads to an accumulation of chromosomal abnormalities in an adaptive process of these cells to in vitro conditions, rendering them possibly not suitable for the clinical use. Efficient maintenance of genomic stability in these cells is essential for their potential use in cell therapy. Thus detailed analysis of mechanisms that are involved in hESC adaptation process is much desired. PhD candidate is going to focus his/her interest on the stability of hESC genome. Candidate will use different methods including propagation and differentiation of hESC in vitro, modification of culture conditions, analysis of growth properties, analysis of mRNA and protein levels related to DNA repair and genome integrity maintenance. The candidate’s work will also include design and characterization of transgenic model allowing determination of mutation frequency in hESC during prolonged cultivation.

Keywords

embryonální kmenové buňky, genomová nestabilita, bázová excizní reparace, frekvence mutací, human embryonic stem cells, genome instability, base excision repair, mutation frequency

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 25. 6. 2014
• Supervisor: Mgr. Vladimír Rotrekl, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Medical Biology (4-years) / Medical Biology