Embryonální kmenové buňky a jejich možná aplikace při transplantacích se dnes dostávají do popředí výzkumu na první místo. Z tohoto důvodu lidské embryonální kmenové buňky (hESCs) představují slibný terapeutický nástroj v transplantační a regenerativní medicíně. Velkou překážkou v provádění těchto transplantací je nestabilita buněčných populací a to především na úrovni geonomu a epigenomu. Epigenetické mechanismy regulující transkripci genů a sestřih mRNA se v současné době jeví jako hlavní faktory zodpovědné za cytogenetickou stabilitu/nestabilitu ES buněk (Kouzarides, 2007; Luco et al., 2010). Navíc struktura chromatinu, uspřádání jeho specifických oblastí a epigenetické faktory hrají jednu z nejdůležitějších rolí v řízení a změnách genové exprese bez sledování změn na úrovni sekvence DNA. Z hlediska uplatnění ESCs v regenerativní medicíně, je zásadní zvládnout diferenciační protokoly. To znamená, s co nejmenší zátěží na genom a epigenom indukovat terminálně diferencované buňky dané dráhy tak, aby byly vhodně připraveny pro transplantaci. Podstatná je i optimální kultivace hESCs, které se v současné době většinou udržují na podpůrné vrstvě myších embryonálních fibroblastů (MEFs). Avšak, snahou řady laboratoří je eliminovat množství animálních komponent při kultivaci hESCs na minimum. Z tohoto důvodu se hESCs začaly kultivovat na podpůrné vrstvě lidských fibroblastů (Eiselleova et al., 2009). Průlomem v kultivačních strategiích, vedoucích k získání pluripotentních buněk, je metodologie indukce pluripotentních kmenových buněk (iPSs) expresními vektory kódujícími čtyři zásadní geny, a to Oct3/4, c-myc, Sox2 a Klf4 (nebo Oct3/4, Sox2, Nanog a Lin28) (pMC-LGNSO minicircle DNA, Gentaur, USA). Tyto experimentální přístupy jsou zásadní z hlediska potencionální transplantační strategie v regenerativní medicíně. Optimální kultivace ESCs a iPSCs by mohla vést k eliminaci genetických abnormalit, které se mohou vyskytnout v důsledku dlouhodobé in vitro kultivace hESCs, ale i iPSs. Z hlediska biologie ES a iPS buněk je rovněž důležité studovat kinetiku proteinů, které jsou zodpovedně za udržení pluripotence ES buněk.

Doporučená literatura

1. Bártová E, Galiová G, Krejčí J, Harničarová A, Strašák L, and Kozubek S. (2008) Epigenome and chromatin structure in human embryonic stem cells undergoing differentiation. Developmental Dynamics. 237(12):3690-702. IF=3.0
2. Krejčí J., Uhlířová R., Galiová G., Kozubek S., Smogová J, Bártová E. (2009) Genome-wide reduction in H3K9 acetylation during human embryonic stem cell differentiation. Journal of Cellular Physiology, 219(3):677-87. IF=4.3
3. Luco RF, Pan Q, Tominaga K, Blencowe BJ, Pereira-Smith OM, Misteli T. Regulation of alternative splicing by histone modifications. Science. 2010 Feb 19;327(5968):996-1000.
4. Kouzarides T. Chromatin modifications and their function. Cell. 2007 Feb 23;128(4):693-705.
5. Eiselleova L, Matulka K, Kriz V, Kunova M, Schmidtova Z, Neradil J, Tichy B, Dvorakova D, Pospisilova S, Hampl A, Dvorak P. A complex role for FGF-2 in self-renewal, survival, and adhesion of human embryonic stem cells. Stem Cells. 2009 Aug;27(8):1847-57.
6. Bártová E., Pacherník J., Kozubík A., Kozubek S. (2007) Differentiation-specific association of HP1alpha and HP1beta with chromocentres is correlated with clustering of TIF1beta at these sites. Histochem Cell Biol. 127(4):375-88.