Genotoxický stres v buňkách navozuje zástavu buněčného cyklu a reparaci poškození nebo indukci apoptózy. Jedno z nejzávažnějších poškození představují dvojité zlomy DNA. Prvním krokem v odpovědi na toto poškození DNA je aktivace ATM (ataxia telangiectasia mutated) kinázy. Působením ATM kinázy dochází k fosforylaci a vzestupu množství proteinu p53, který působí jako transkripční faktor a má v regulaci buněčného cyklu a indukci apoptózy zásadní význam. Mezenchymální kmenové buňky jsou nehematopoetické kmenové buňky přítomné v kostní dřeni a schopné diferenciace do různých typů buněčných linií. Mezenchymální kmenové buňky s podobnou biologickou charakteristikou jako buňky z kostní dřeně byly izolovány také z dalších zdrojů, jako je např. zubní pulpa. Velkou výhodou právě kmenových buněk zubní pulpy je nejen jejich snadná získatelnost, ale i vysoká interaktivita s biomateriály, což z nich činí možné ideální elementy pro rekonstrukci tkání. Otázkou zůstává, jakým způsobem tyto buňky reagují na genotoxický stres a jím vyvolané poškození DNA. Zdá se, že poškozené buňky neumírají apoptózou jako v případě kmenových buněk krvetvorby, ale pouze ztrácí schopnost proliferace, akumulují se v G1 a G2 bloku buněčného cyklu. Tento stav se nazývá senescence.

Genotoxic stress causes cell cycle arrest and damage reparation or apoptosis induction. One of the particularly important form of DNA damage represent double strand breaks. ATM (ataxia telangiectasia mutated) kinase activation is the first step in cellular response to this type of DNA damage. ATM kinase induces phosphorylation and increase in protein p53, a transcription factor which has an important role in cell cycle regulation and apoptosis induction. Mesenchymal stem cells are nonhematopoietic stem cells which occur in bone marrow and are able to differentiate into various types of tissue. Mesenchymal stem cells have similar biological characteristic as bone marrow stem cells which were isolated also from other sources, for example dental pulp. Human dental pulp stem cells are an easily available source of human stem cells and their interactivity with biomaterials makes them ideal for tissue reconstruction. How these cells react to genotoxic stress and to DNA damage connected with it? Recently obtained informations show that damaged cells do not die by apoptosis in comparison with hematopoietic stem cells, but only lose their ability to proliferate and accumulate in G1 and G2 cell cycle arrest. This stage is called senescence.

LF UK Ústav lékařské biochemie Hradec Králové

Genotoxic stress and DNA damage in stem cells

Lit.: 20