Studies relating to the differentiation of human embryonic stem cells

Abstract

Human embryonic stem cells (hESCs) have been a useful tool in the study of the embryo development and could be used by drug developing companies to create disease models and assist in the production of new medicines. One of the models that has been studied before, is the development of the pancreas. Scientists have obtained mixed results so far in the generation of functional pancreatic β cells from hESCs. We studied the differentiation potential of hESCs. As purinergic signalling is involved in many physiological processes, including cell proliferation and differentiation, a study of purinergic signalling in hESCs would help us better understand hESC physiology. In order to study the purinergic profile of hESCs we established a culture system that allowed the transfer and attachment of pluripotent hESC colonies on glass coverslips. We then studied the functional purinergic profile of hESCs and found that they do not express functional P2X1 receptors, but they do express functional P2Y6 receptors, which might be implicated in the hESC differentiation. In parallel to these studies, we developed a reporter gene lentivirus, where the mouse Pdx-1 promoter area controlled the expression of a reporter fluorochrome, eGFP. We managed to generate a functional lentivirus, however, further analysis is needed in order to be able to use it in developmental studies. Finally, we tested the hypothesis that glucose affects the differentiation of hESCs towards pancreatic endoderm. Our preliminary results suggested that glucose does affect the differentiation potential of hESCs.

Τα ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα (hESCs) έχουν αποδειχθεί χρήσιμο εργαλείο στη μελέτη της εμβρυϊκής ανάπτυξης και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν από φαρμακευτικές εταιρείες για τη δημιουργία μοντέλων ασθενειών και την ανάπτυξη νέων φαρμάκων. Ένα από τα μοντέλα που έχει μελετηθεί στο παρελθόν είναι η ανάπτυξη του παγκρέατος. Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες έχουν επιτύχει ανάμεικτα αποτελέσματα στη δημιουργία λειτουργικών β-κυττάρων του παγκρέατος από hESCs. Μελετήσαμε το δυναμικό διαφοροποίησης των hESCs. Καθώς η πουρινεργική σηματοδότηση εμπλέκεται σε πολλές φυσιολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένων του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και της διαφοροποίησης, η μελέτη της πουρινεργικής σηματοδότησης στα hESCs θα μπορούσε να συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση της φυσιολογίας τους. Προκειμένου να μελετήσουμε το πουρινεργικό προφίλ των hESCs, αναπτύξαμε ένα σύστημα καλλιέργειας που επέτρεπε τη μεταφορά και την προσκόλληση πολυδύναμων αποικιών hESCs σε γυάλινα καλυπτρίδια. Στη συνέχεια μελετήσαμε το λειτουργικό πουρινεργικό προφίλ των hESCs και διαπιστώσαμε ότι δεν εκφράζουν λειτουργικούς υποδοχείς P2X1, ενώ εκφράζουν λειτουργικούς υποδοχείς P2Y6, οι οποίοι ενδέχεται να εμπλέκονται στη διαφοροποίηση των hESCs. Παράλληλα με αυτές τις μελέτες, αναπτύξαμε έναν λεντιϊικό φορέα γονιδίου αναφοράς, στον οποίο η περιοχή του προαγωγέα Pdx-1 ποντικού ρύθμιζε την έκφραση ενός φθορίζοντος ρεπόρτερ, του eGFP. Καταφέραμε να δημιουργήσουμε έναν λειτουργικό λεντιϊικό φορέα· ωστόσο, απαιτείται περαιτέρω ανάλυση προκειμένου να καταστεί δυνατή η χρήση του σε μελέτες ανάπτυξης. Τέλος, ελέγξαμε την υπόθεση ότι η γλυκόζη επηρεάζει τη διαφοροποίηση των ανθρώπινων εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων προς παγκρεατικό ενδόδερμα. Τα προκαταρκτικά μας αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η γλυκόζη επηρεάζει το δυναμικό διαφοροποίησης των hESCs.