Rastreando a origem e identidade celular durante o processo de reprogramação!

Créditos da imagem: Biddy et al, 2018.

Os cientistas esperam um dia conseguir retirar células da pele de um paciente que precisa de um transplante de fígado, por exemplo, reprogramá-las e utilizá-las para a construção de um novo órgão ou para a regeneração de um órgão lesionado. No entanto, rastrear esse processo e diferenciação é extremamente importante e permite que os pesquisadores sejam capazes de estudar as células originais e as células finais em grande detalhe Além disso, os caminhos que as células percorrem para alcançar seus destinos finais são em grande parte desconhecidos.

A reprogramação de uma célula já diferenciada involve a conversão da identidade celular. As tecnologias de rastreamento de células individuais, permitem o acompanhamento deste processo. No entanto, as relações de uma célula reprogramada com sua original são normalmente perdidos durante o processamento celular, complicando a reconstrução da trajetória.

Neste trabalho, publicado na Nature, pesquisadores desenvolveram uma ferramenta denominada ‘CellTagging’, uma ferramenta combinatória de indexação de células que permite a captura paralela do histórico clonal e identidade de célula, em que rodadas sequenciais de rotulagem de células permite a construção de árvores genealógicas das mesmas em uma escala multi-nível. A cada rodada de diferenciação, as células recebem um código de barras entregue por lentivirus.
Mas como isso funciona? O CellTagging é uma abordagem baseada em lentivírus para rotular células individuais com combinações de códigos de barras hereditários. Os CellTags são altamente expressos e facilmente capturados dentro de cada transcriptoma de célula única, permitindo o registro da história clonal ao longo do tempo, em paralelo com a identidade da célula. A recuperação da expressão de CellTag, seguida de filtragem e correção de erros, assegura identificação sensível e específica de células relacionadas clonalmente.

O CellTagging e o rastreamento longitudinal de fibroblastos em processo de reprogramação para gerar progenitores de endoderme revela duas trajetórias distintas: uma levando a reprogramação das células com sucesso, e uma levando a um estado “sem saída”, caminhos determinados nos primeiros estágios da conversão de linhagem.

Interessantemente, foi mostrado que a expressão de uma metiltransferase putativa, Mettl7a1, está associada à trajetória de reprogramação bem-sucedida; adicionando o metl7a1 ao coquetel de reprogramação aumenta o rendimento dos progenitores de endoderme induzidos. Juntos, esses resultados demonstram a utilidade do método de rastreio de linhagem para revelar a dinâmica da reprogramação celular.

Veja o trabalho completo em anexo:

Single-cell mapping of lineage and identity in direct reprogramming

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