The role of chromatin modifying enzymes in fibroblast-to-hepatocyte direct lineage conversion

Transdiferensiyasyon, farklılaşmış bir hücrenin başka bir hücre türüne ait transkripsiyon faktörlerinin ifade edilmesini sağlayarak o hücre türüne dönüşmesini sağlama metodudur. Bu metot, farklılaşmış hücrelerin uyarılmış pluripotent kök hücrelere (UPKH) yeniden programlanmasıyla karşılaştırıldığında daha hızlı ve klinik uygulamalarda kullanmak için daha güvenlidir. Ancak, başka bir hücre tipine dönüşen hücrelerin yüzdesi azdır ve potansiyel terapi tedavilerinde kullanmak için bu metodun veriminin arttırılması gerekmektedir. Yeniden programlamada hücrelerin epigenetik durumlarının geniş çaplı bir değişime uğraması gerekir ve kromatin değiştiricileri UPKH oluşumunda önemli rol oynar. Bu çalışmadaki ana hipotezimiz, kromatin değiştiricilerinin transdiferensiyasyonda da önemli role sahip olduklarıdır. Kromatin modifikasyonlarını sağlayan enzimlerin insan deri hücrelerinden karaciğer hücrelerine transdiferensiyasyonundaki rolünü inceleyebilmek için FOXA3, HNF1A ve HNF4A transkripsiyon faktörleri kullanıldı. Hücrelerin dönüşüm yüzdelerini belirlemek için lentiviral bir Albumin – GFP habercisi oluşturuldu. Bu sistem ile CRISPR/CAS ile genomdan silinen veya kimyasal ile inhibe edilen H3K79 metiltransferazı DOT1L'in erken aşamalarda karaciğer hücrelerine direkt dönüşümü arttırdığı gözlemlendi. DOT1L'in inhibisyonu hepatosit genlerinin ifadelerini hızlandırdığını ve fibroblast hücrelerine ait genlerin ifadelerini azalttığını belirlendi. Ayrıca, DOT1L'in inhibasyonun Albumin'in hücre dışına salgılanmasını arttırdığı gözlemlendi. Oluşan hücrelerin hepatosit fonksiyonlarından biri olan glikojen depolayabildiğini gösterildi. Son olarak, oluşturduğumuz Albumin habercisi ile kromatin yazıcı, silici ve okuyucusunu hedefleyen küçük moleküllerin dönüşümün 6, 9 ve 12. günlerde Albumin ifade eden hücre oranlarına etkisini incelendi. Bu moleküllerden Rocilinostat, SAHA, GSK8815, MS023, Valproic Acid, GSK8814, LP99 ve IOX2'in erken aşamalarda transdiferensiyasyon verimini arttırdığını, ayrıca 3-DZNEP, Repsox ve CHR-6494 moleküllerinin ise sonraki aşamalarda bir rolünün olabileceğini gözlemlendi. Bu çalışmanın sonuçları kromatin modifikasyonunda görevli enzimlerin transdiferensiyasyonda nasıl rol aldıklarını ve terapi amaçla kullanılabilecek yapay hepatositlerin nasıl daha verimli elde edilebileceğini göstermektedir.