Russian Journal of Developmental BiologyRussian Journal of Developmental Biology0475-14503034-6266Russian Academy of Science10.31857/S0475145023010056Generation of an Induced Pluripotent Stem Cell Line, ICGi043-A, by Reprogramming Peripheral Blood Mononuclear Cells from Parkinson’s Disease Patient with p.G2019S Mutation in LRRK2 GeneСоздание линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток ICGi043-A с помощью репрограммирования мононуклеарных клеток периферической крови пациента с болезнью Паркинсона, ассоциированной с патологическим вариантом p.G2019S LRRK2Grigor’evaE. V.ГригорьеваЕ. В. evlena@bionet.nsc.ruФГБНУ “Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук”Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences010120235417986

The pathological variant p.G2019S in the LRRK2 gene leads to the occurrence of a hereditary form of Parkinson’s disease (PD) and affects 7% of patients with a familial form of the disease. However, the mechanisms that trigger pathological events during the development of the disease are not yet fully understood. We obtained iPSCs (ICGi043-A line) from peripheral blood mononuclear cells of a patient with a hereditary form of PD associated with the genetic variant c.6055G>A (p.G2019S, rs34637584) in the LRRK2 gene using transfection with episomal vectors. iPSCs rapidly proliferate in dense monolayer cell colonies, are positive for endogenous alkaline phosphatase, have a normal karyotype (46,XX), express pluripotency markers (OCT4, SOX2, NANOG, TRA-1-60, SSEA-4) and are able to differentiate into three germ layers (ecto-, endo- and mesoderm), which confirms their pluripotent status. Future directed differentiation of the obtained iPSCs into dopaminergic neurons will allow the creation of an in vitro cell model of PD associated with the pathological variant c.6055G>A in the LRRK2 gene, and contribute to understanding the pathogenesis of PD.

Патологический вариант p.G2019S в гене LRRK2 приводит к возникновению наследственной формы болезни Паркинсона (БП) и встречается у 7% пациентов с семейной формой данной патологии, однако пока до конца не ясны механизмы, запускающие нейродегенеративные процессы. Из мононуклеарных клеток периферической крови пациента с наследственной формой БП, ассоциированной с генетическим вариантом c.6055G>A (p.G2019S, rs34637584) в гене LRRK2 нами были получены ИПСК (линия iCGi043-A) с использованием трансфекции эписомными векторами. Данные ИПСК интенсивно пролиферируют плотными однослойными колониями клеток, являются позитивными на эндогенную щелочную фосфатазу, имеют нормальный кариотип (46,XX), экспрессируют маркеры плюрипотентности (OCT4, SOX2, NANOG, TRA-1-60, SSEA-4) и способны дифференцироваться в три зародышевых листка (экто-, энто- и мезодерму), что подтверждает их плюрипотентный статус. Дальнейшая направленная дифференцировка полученных ИПСК в дофаминергические нейроны позволит создать in vitro клеточную модель БП, ассоциированную с патологическим вариантом c.6055G>A в гене LRRK2 и внести вклад в понимание патогенеза БП.

болезнь Паркинсона индуцированные плюрипотентные стволовые клетки ген <i>LRRK2</i> репрограммированиеболезнь Паркинсона индуцированные плюрипотентные стволовые клетки ген <i>LRRK2</i> репрограммированиеРепрограммирование мононуклеарных клеток периферической крови и характеристика ИПСК были выполнены в ФГБНУ Федеральный исследовательский центр “Институт цитологии и генетики СО РАН”. Биологический материал (периферическая кровь) пациентки с патологическим вариантом LRRK2:c.6055G>A (p.G2019S) был предоставлен ФГБНУ Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН. Выделение мононуклеарных клеток и генотипирование было осуществлено в Первом Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. акад. И.П. Павлова. Иммунофлуоресцентную визуализацию проводили с использованием ресурсов Центра коллективного пользования микроскопического анализа биологических объектов ИЦГ СО РАН (https://ckp.icgen.ru/ckpmabo/), поддержанного Бюджетным проектом ИЦиГ СО РАН FWNR-2022-0015.Репрограммирование мононуклеарных клеток периферической крови и характеристика ИПСК были выполнены в ФГБНУ Федеральный исследовательский центр “Институт цитологии и генетики СО РАН”. Биологический материал (периферическая кровь) пациентки с патологическим вариантом LRRK2:c.6055G>A (p.G2019S) был предоставлен ФГБНУ Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН. Выделение мононуклеарных клеток и генотипирование было осуществлено в Первом Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. акад. И.П. Павлова. Иммунофлуоресцентную визуализацию проводили с использованием ресурсов Центра коллективного пользования микроскопического анализа биологических объектов ИЦГ СО РАН (https://ckp.icgen.ru/ckpmabo/), поддержанного Бюджетным проектом ИЦиГ СО РАН FWNR-2022-0015.Пчелина С.Н., Иванова О.Н., Емельянов А.К., Якимовский А.Ф. Клиническое течение LRRK2-ассоциированной болезни Паркинсона // Журн. неврологии и психиатрии. 2011. Т. 12. С. 56–62.Choppa P.C., Vojdani A., Tagle C. et al. Multiplex PCR for the detection of Mycoplasma fermentans, M. hominis and M. penetrans in cell cultures and blood samples of patients with chronic fatigue syndrome // Mol. Cell Probes. 1998. V. 12. № 5. P. 301–308.Grigor’eva E.V., Malankhanova T.B., Surumbayeva A. et al. Generation of GABAergic striatal neurons by a novel iPSC differentiation protocol enabling scalability and cryopreservation of progenitor cells // Cytotechnology. 2020. V. 72. № 5. P. 649–663.Okita K., Yamakawa T., Matsumura Y. et al. An efficient nonviral method to generate integration-free human-induced pluripotent stem cells from cord blood and peripheral blood cells // Stem Cells. 2013. V. 31. № 3. P. 458–466.Pchelina S.N., Yakimovskii A.F., Ivanova O.N., Emelianov A.K., Zakharchuk A.H., Schwarzman A.L. G2019S LRRK2 mutation in familial and sporadic Parkinson’s disease in Russia // Mov. Disord. 2006. V. 21. № 12. P. 2234–2236.