Disease-Causing Mitochondrial Heteroplasmy Segregated Within Induced Pluripotent Stem Cell Clones Derived from a Patient with MELAS
Notice bibliographique
Résumé
Mitochondrial diseases display pathological phenotypes according to the mixture of mutant versus wild-type mitochondrial DNA (mtDNA), known as heteroplasmy. We herein examined the impact of nuclear reprogramming and clonal isolation of induced pluripotent stem cells (iPSC) on mitochondrial heteroplasmy. Patient-derived dermal fibroblasts with a prototypical mitochondrial deficiency diagnosed as mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes (MELAS) demonstrated mitochondrial dysfunction with reduced oxidative reserve due to heteroplasmy at position G13513A in the ND5 subunit of complex I. Bioengineered iPSC clones acquired pluripotency with multilineage differentiation capacity and demonstrated reduction in mitochondrial density and oxygen consumption distinguishing them from the somatic source. Consistent with the cellular mosaicism of the original patient-derived fibroblasts, the MELAS-iPSC clones contained a similar range of mtDNA heteroplasmy of the disease-causing mutation with identical profiles in the remaining mtDNA. High-heteroplasmy iPSC clones were used to demonstrate that extended stem cell passaging was sufficient to purge mutant mtDNA, resulting in isogenic iPSC subclones with various degrees of disease-causing genotypes. On comparative differentiation of iPSC clones, improved cardiogenic yield was associated with iPSC clones containing lower heteroplasmy compared with isogenic clones with high heteroplasmy. Thus, mtDNA heteroplasmic segregation within patient-derived stem cell lines enables direct comparison of genotype/phenotype relationships in progenitor cells and lineage-restricted progeny, and indicates that cell fate decisions are regulated as a function of mtDNA mutation load. The novel nuclear reprogramming-based model system introduces a disease-in-a-dish tool to examine the impact of mutant genotypes for MELAS patients in bioengineered tissues and a cellular probe for molecular features of individual mitochondrial diseases.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».