C-MYC inhibition allows ex vivo expansion of murine and human hematopoietic stem and progenitor cells

Abstract

Hematopoetik kök hücre (HKH) dormansi regülatörlerinin susturulması HKH'lerin sadece hücre döngülerine katılmalarını sağlamakla kalmaz aynı zamanda HKH'lerin çoğalmasını sağlamaktadır. İlgi çekici bir şekilde, bir onkogen olan c-myc geninin kemik iliğindeki fonksiyon kaybı beklenenin aksine hematopoetik kök hücre/hücre progenitorlerinin in vivo'da 4-kata kadar artmasına öncülük etmiştir. Bu bulgular, c-myc onkogeninin geçici inhibisyonu hematopoetik kök hücre/hücre progenitorlerinin ex vivo'da çoğalabilmesine olanak sağlayabileceğini düşündürmektedir. Bu amaçla, çalışmamızda hematopoetik küçük molekülleri olan c-myc inhibitörü 10074-G5 ve bununla beraber tauroursodeoxycholik asit (TUDCA), α-Tocopherol, i-NOS inhibitörü L-NIL kullandık. Hematopoetik küçük moleküllerle yedi günlük muamele sonunda 10074-G5 ve diğer hematopoetik küçük moleküller LSKCD34low popülasyonunu yaklaşık 2 kata kadar arttırmıştır. Hücre döngüsünün Go fazında bulunan fare hematopoetik kök hücre/hücre progenitorlerinin azalması, artan proliferasyona kanıt niteliğinde olmuştur. Ayrıca, insan kordon kanı hücreleri c-myc inhibitörünün farklı dozlarıyla muamele edilmiştir. Denediğimiz diğer hematopoetik küçük moleküllere benzer olarak, c-myc inhibisyonu CD34+ ve CD133+ hematopoetik kök hücre/hücre progenitorlerini kontrole göre 2 kata kadar arttırmıştır. Bunun dışında c-myc inhibisyonu kemik iliği proliferasyonunu baskılarken, adipoz-kökenli mezenkimal kök hücrelerinin proliferasyon kinetiğini etkilememiştir. Çalışmalarımızın sonucu gösteriyor ki c-myc inhibitörü 10074-G5 ve α-Tocopherol ve L-NIL hematopoetik kök hücre/hücre progenitorlerinin çoğalmasına spesifiktir. Bu bulgular sonraki dönemlerde hematopoetik kök hücre/hücre progenitorlerini çoğaltmak ve transplantasyon verimini arttırmak için kullanılabilecektir.

We have previously shown that targeting HSC quiescence regulators not only leads to cell cycle entry but also induces HSC expansion. Intriguingly, an oncogene, c-myc, opposed to what has been expected following loss of function in bone marrow leads to accumulation of HSPCs up to 4 fold in vivo. Thus, transient inhibition of c-myc could provide a mean to expand HPSCs ex vivo. To this end, we have utilized c-myc inhibitor 10074-G5 along with several hematopoietic small molecules (HSMs), namely tauroursodeoxycholic acid (TUDCA), α-Tocopherol and the i-NOS inhibitor L-NIL. 10074-G5 and tested HSMs led to about 2-fold increase in murine LSKCD34low compartment post 7 days of treatment. Increased HSPC proliferation was also evident by decreased murine HSPC content in Go phase of the cell cycle. Furthermore, we treated human umbilical cord blood (UCB) cells with different doses of c-myc inhibitor. Similar to other HSMs we tested, c-myc inhibition increased CD34+ and CD133+ HSPC cell content up to 2-fold compared to control. In addition, we found that c-myc inhibition suppresses proliferation kinetics of bone marrow derived mesenchymal stem cells but do not alter proliferation of adipose derived mesenchymal stem cells. These findings suggest that c-myc inhibitor 10074-G5 and HSMs TUDCA, α-Tocopherol, and L-NIL are specific to induction of HSPCs proliferation. This could be further exploited to increase ex vivo HPSC expansion and eventually transplantation efficiency.