Das Gen STING1 kodiert das Protein STING (stimulator of interferon genes), einen Schlüsselfaktor der Abwehr des Organismus gegen virale Infektionen und Pathogene, und zwar über die durch den Nachweis zytoplasmatischer DNA ausgelöste Produktion von Typ-I-Interferon. Bestimmte Mutationen dieses Gens führen zu dessen konstitutiver Aktivierung und sind für eine autoinflammatorische Erkrankung namens SAVI (STING-associated vasculopathy with onset in infancy) verantwortlich, die durch Verschlüsse der Blutgefäße, Nekrose der Extremitäten, Myositis, Hautausschläge und eine pulmonale Entzündung gekennzeichnet ist; auch ein lupusartiges Bild kann beobachtet werden. Das Verständnis der Genetik des humanen STING1-Gens ist sowohl von grundlagenwissenschaftlichem als auch von translationalem Interesse, zumal STING eine therapeutische Zielstruktur darstellt, die bei Krebserkrankungen und Infektionskrankheiten untersucht wird.
In diesem Zusammenhang generierten die Autoren eine Linie induzierter pluripotenter Stammzellen (iPSC) aus den Zellen einer siebenjährigen Patientin, die eine seltene heterozygote Variante von STING1 (c.463G > A, die zur Substitution p.V155M führt) trug, eine dominante Gain-of-Function-Mutation, die von ihrem ebenfalls betroffenen Vater vererbt wurde. Die Patientin wies ein komplexes systemisches Entzündungssyndrom auf, das Vaskulopathie, Lungenfibrose und Autoimmunität vereinte. Kryokonservierte mononukleäre Zellen des peripheren Blutes wurden mithilfe nicht integrierender viraler Sendai-Vektoren reprogrammiert, die die Faktoren OCT4, SOX2, c-MYC und KLF4 exprimierten. Kolonien mit einer für pluripotente Stammzellen typischen Morphologie wurden manuell ausgewählt, um eine feederfreie Linie zu etablieren.
Die gewonnene Linie wurde einer umfassenden genotypischen und funktionellen Charakterisierung unterzogen. Die Analyse mittels SNP-Array, die die iPSC-Linie mit den Ausgangszellen verglich, bestätigte einen normalen Karyotyp, das Fehlen von Aneuploidien, Deletionen oder Insertionen sowie die Übereinstimmung der Genotypen, die die Herkunft der Zellen belegte. Die Resequenzierung der mutierten Stelle bestätigte das Vorliegen der heterozygoten Mutation c.463G > A. Die Linie exprimierte die Pluripotenzmarker OCT4 und SOX2 in der Immunzytochemie sowie TRA-1-81 (85 %) und SSEA-4 (97 %) in der Durchflusszytometrie. Ihre Fähigkeit, spontan in die drei Keimblätter zu differenzieren, wurde durch die Bildung von Embryoidkörpern und anschließend durch molekulare Analysen überprüft: Die Zellen wiesen mit der Referenz vergleichbare Expressionsniveaus ohne Bevorzugung eines bestimmten Keimblatts auf und exprimierten ektodermale (β-III-Tubulin), mesodermale (glattmuskuläres α-Aktin) und endodermale (α-Fetoprotein) Proteine. Die Tests auf eine Kontamination mit Mykoplasmen fielen negativ aus.
Diese iPSC-Linie, die die STING1-Mutation trägt, stellt ein Werkzeug zur Erforschung der zellulären Mechanismen dar, die zur Erkrankung führen.