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Artículo de método

Trasplante De InducidaS Pluripotentes Derivadas De Células Madre Mesoangioblastos Como Progenitores Miógenos En Modelos De Ratón De La Regeneración Muscular

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DOI:

10.3791/50532

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20 de enero de 2014

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* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Células madre pluripotentes inducidas (iPSC)-progenitores miógenos derivados son candidatos prometedores para las estrategias de terapia celular para tratar las distrofias musculares. Este protocolo describe el trasplante y las medidas funcionales necesarias para evaluar el injerto y la diferenciación de mesoangioblastos derivados de iPSC (un tipo de progenitores musculares) en modelos de ratón de regeneración muscular aguda y crónica.

Resumen

los iPSCs Paciente-derivados podían ser una fuente inestimable de células para los protocolos autólogos futuros de la terapia celular. Las células madre/progenitoras miógenas derivadas de iPSC similares a los mesoangioblastos derivados del pericito (células madre/progenitoras similares a mesoangioblastos derivadas de iPSC: IDEMs) se pueden establecer a partir de iPSCs generadas a partir de pacientes afectados por diferentes formas de distrofia muscular. Los IDEM específicos del paciente pueden corregirse genéticamente con diferentes estrategias(por ejemplo, vectores lentivirales, cromosomas artificiales humanos) y mejorarse en su potencial de diferenciación miogénica tras la sobreexpresión del regulador de la miogénesis MyoD. Este potencial miógeno se evalúa in vitro con ensayos específicos de diferenciación y se analiza por inmunofluorescencia. El potencial regenerativo de IDEMs se evalúa más a fondo in vivo,sobre el trasplante intramuscular e intrarterial en dos modelos representativos del ratón que exhiben la regeneración aguda y crónica del músculo. La contribución de idems al músculo esquelético del anfitrión entonces es confirmada por diversas pruebas funcionales en ratones trasplantados. En particular, el mejoramiento de la capacidad motora de los animales se estudia con pruebas en cinta de correr. El engraftment y la diferenciación de la célula entonces son evaluados por un número de análisis histológicos y de la inmunofluorescencia en los músculos trasplantados. En general, este trabajo describe los ensayos y herramientas utilizados actualmente para evaluar la capacidad de diferenciación de los IDEMs, centrándose en los métodos de trasplante y las medidas de resultado posteriores para analizar la eficacia del trasplante de células.

Introducción

Los mesoangioblastos (MABs) son progenitores musculares asociados a vasos derivados de un subconjunto de pericitos1-3. La principal ventaja de los MABs sobre los progenitores musculares canónicos, como las células satélite4, reside en su capacidad para cruzar la pared del vaso cuando se entregan intraarteriales y, por lo tanto, contribuir a la regeneración del músculo esquelético en los protocolos de terapia celular. Esta característica ha sido evaluada y confirmada tanto en modelos murinos como caninos de distrofia muscular1,5,6. Estos estudios preclínicos han sentado las bases para un primer ensayo clínico de fase I/II basado en el t....

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Protocolo

1. Evaluación del potencial miogénico y de injerto

  1. In vitro: Diferenciación inducida por MyoD
    1. Generar una línea celular estable de IDEMs transducidos con el vector lentiviral Tamoxifeno-inducible MyoD-ER, titulando la multiplicidad de infección (MOI; por ejemplo, 1, 5 y 50) utilizando la tinción descrita en 1.1.9 (MyHC) como resultado de la eficiencia del procedimiento.
    2. Recubrir un plato de 3,5 cm con 1 ml de Matrigel al 1% e incubar durante 30 min a 37 °C.
    3. Lavar el plato dos veces con la semilla mediana 1 x 105 IDEMs transducidas MyoD-ER en el plato de cultivo de tejidos de 3,5 cm e incubar a 37 °C....

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Resultados

Los resultados representativos reportados siguen los principales ensayos in vitro/in vivo representados en el flujo de trabajo en la Figura 1. 48 horas después de la administración de 4OH-tamoxifeno Los núcleos MyoD-positivos son identificables dentro de los IDEMs transducidos por MyoD-ER en cultivo(Figura 2A). A continuación, las células se fusionan y se diferencian en miotubos multinucleados(Figura 2B). Cuando se trasplantan por vía intramuscular a un modelo m.......

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Discusión

Los iPSC pueden ampliarse indefinidamente preservando su potencial de auto-renovación y, por lo tanto, ser dirigidos a diferenciarse en una amplia gama de linajes celulares12. Por esta y otras razones, las células madre/progenitoras derivadas de iPSC se consideran una fuente prometedora para los enfoques autólogos de terapia génica y celular13. Un trabajo publicado previamente de los autores informó de la generación de progenitores miógenos de ratón y humanos a partir de iPSCs con un fenotipo simila.......

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Divulgaciones

F.S.T. ha presentado una solicitud internacional de patente (no. PCT/GB2013/050112) incluyendo parte de la estrategia descrita en este artículo. Recibió financiación de Promimetic y DWC ltd. para su investigación.

Agradecimientos

Los autores agradecen a Giulio Cossu, Martina Ragazzi y todo el laboratorio por su útil discusión y apoyo, y a Jeff Chamberlain por proporcionar amablemente el vector MyoD-ER. Todos los experimentos con animales vivos se completaron de conformidad y cumplimiento con todas las agencias reguladoras e institucionales pertinentes, reglamentos y directrices. El trabajo en el laboratorio de autores cuenta con el apoyo del Consejo de Investigación Médica del Reino Unido, los proyectos Optistem y Biodesign del 7º Marco de la Comunidad Europea y el Proyecto Italiano Duchenne Parent.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
REACTIVOS
MegaCell DMEMSigmaM3942 
DMEMSigmaD5671 
IMDMSigmaI3390 
Suero de caballoEurocloneECS0090L 
Suero fetal bovinoLonzaDE14801F 
PBS Sin calcio/magnesioLonzaBE17-516F 
L-GlutamminaSigmaG7513 
Penicilina/EstreptomicinaSigmaP0781 
2-MercaptoetanolGibco31350-010 
ITS (Insulina-Transferrina-Selenio)Gibco51500-056 
Solución de aminoácidos no esencialesSigmaM7145 
Fer-In-SolMead Johnson 
FerlixitAventis 
Ácido Oleico Sigma01257-10 mg 
Ácido linoleicoSigmaL5900-10 mg 
Humano bFGFGibcoAA 10-155 
Factores de crecimiento reducidos MatrigelBecton Dickinson356230 
TripsinaSigmaT3924 
Heparina sódicaMayne Pharma 
Solución de azul de tripanoSigmaT8154HARMFUL
Tinte azul patentadoSigma19, 821-8 
EDTASigmaE-4884 
ParaformaldehídoTAABP001NOCIVO
TamoxifenoSigmaT5648 
4-OH TamoxifenoSigmaH7904 
pLv-CMV-MyoD-ER(T)Addgene26809 
CardiotoxinaSigmaC9759NOCIVA
Povidona yodo 
Goma tragachanteMP Biomedicals104792 
IsopenthaneVWR24,872,323 
Tissue-tek OCTSakura4583 
SacarosaVWR27,480,294 
Correderas de vidrio polarizadoThermoJ1800AMNZ 
Eosin YSigmaE4382 
HematoxilinaSigmaHHS32 
tricrómico de MassonBio-Optica04-010802 
Anticuerpo de cadena pesada antimiosina de ratónDSHBMF20 
Anticuerpo anti Lamin A/C de ratónNovocastraNLC-LAM-A/C 
Hoechst 33342Sigma FlukaB2261 
Anticuerpo anti lamininade conejo SigmaL9393 
MATERIALES Y EQUIPOS
Sutura antibacteriana adsorbible 4-0Ethiconvcp310h 
Jeringa de aguja de 30 GBD324826 
Cinta de correrColumbus instrumento 
EstrommicroscopioNikonSMZ800 
Microscopio invertidoLeicaDMIL LED 
Unidad de isofluranoHarvad Apparatus 
Fibra ópticaEuromecs (Holanda)EK1 
Almohadilla térmicaVet TechC17A1 
BisturíesSwann-Morton11REF050 
Pinza quirúrgicaFine Scientific Tools5/45
Cauterizador de alta temperaturaBovie MedicalAA01 
COMPOSICIÓN DE MEDIOS
La composición de los medios se detalla a continuación.
Medio de crecimiento de HIDEMs:
  • MegaCell Dulbecco's Modified Eagle Medium (MegaCell DMEM)
  • 5% suero fetal bovino (FBS)
  • 2 mM glutamina
  • 0,1 mM β-mercaptoetanol
  • 1% aminoácidos no esenciales
  • 5 ng/ml factor de crecimiento básico de fibroblastos humanos (bFGF)
  • 100 UI ml de penicilina
  • 100 mg/ml estreptomicina
Alternativamente, si algunos de los reactivos anteriores no están disponibles, los HIDEM se pueden cultivar en:
  • Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM)
  • 10% FBS
  • 2 mM glutamina
  • 0,1 mM β-mercaptoetanol
  • 1% Aminoácidos no esenciales (NEAA)
  • 1% ITS (insulina/transferrina/selenio)
  • 5 ng/ml humano bFGF
  • 100 UI ml de penicilina
  • 100 mg/ml estreptomicina
  • 0,5 μ Ácidos m oleico y linoleico
  • 1,5 μ M Fe2+ (Fer-In-Sol)
  • 0.12 μ M Fe3+ (Ferlixit)
medio de crecimiento MIDEMs:
  • DMEM
  • 20% FBS
  • 2 mM glutamina
  • 5 ng/ml bFGF
  • 100 UI ml de penicilina
  • 100 mg/ml estreptomicina
Medio de diferenciación:
  • DMEM
  • 2% Suero de caballo (HS)
  • 100 UI ml de penicilina
  • 100 mg/ml estreptomicina
  • 2 mM glutamina


Tabla 1. Lista de Reactivos, Materiales, Equipos y Medios.

Referencias

  1. Dellavalle, A., et al. Pericytes of human skeletal muscle are myogenic precursors distinct from satellite cells. Nat. Cell Biol. 9, 255-267 (2007).
  2. Minasi, M. G., et al.

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