Se ha establecido un sistema de cultivo celular en el que las células madre embrionarias de ratón (mESC) se diferencian en células T in vitro.1 Este sistema explota la capacidad de la señalización Notch para impulsar la diferenciación de las células T. 2 La línea celular OP9-DL1 se creó mediante la transducción de células OP93 derivadas de la médula ósea con un ligando Notch, Delta-like 1 (DL1). 4 La activación de la cascada de señalización Notch in vitro facilita el desarrollo de células T hasta la exclusión de otros linajes celulares. Con la inclusión de citocinas apropiadas, este sistema proporciona un "microambiente" de cultivo celular que apoya el avance secuencial de mESC hacia linajes de células hematopoyéticas y, en última instancia, de células T. Este sistema apoya la identificación por citometría de flujo de las células T en las diversas etapas de desarrollo que se observan durante la ontogenia normal de las células T en el timo. Para investigar cuestiones seleccionadas relacionadas con el desarrollo de células T, este procedimiento se ha convertido en una alternativa atractiva a los modelos de ratón entero in vivo 5 y a los métodos de cultivo de órganos tímicos fetales in vitro utilizados para provocar el desarrollo de células T a partir de precursores hematopoyéticos derivados de células madre embrionarias de ratón. 6 La principal ventaja del sistema de cocultivo OP9 es que implica técnicas de cultivo celular estándar y sencillas y no depende del uso continuo de animales de experimentación.
Seguimos un protocolo detallado y previamente publicado en nuestros experimentos utilizando este enfoque. 7 Hemos utilizado esta tecnología para examinar los productos de diferenciación hematopoyética de clones de mESC no manipulados, clones de mESC de alta calidad seleccionados a mano para hacer embriones quiméricos8 y clones de ESC transfectados de manera estable que provienen directamente de la selección de fármacos. 9 Hemos observado que la cinética temporal de la diferenciación inicial in vitro de mESC a colonias tipo mesodermo en este modelo puede ser variable entre clones individuales. Los cocultivos mESC-OP9 pueden evaluarse visualmente para determinar la progresión a mesodermo. Si bien esto generalmente se completará al quinto día de cocultivo, entre los clones individuales, la finalización se puede retrasar uno o dos días. La formación cuantitativa (~80-90%) del mesodermo debe lograrse antes de la transferencia para obtener una formación óptima de células progenitoras hematopoyéticas (HPC) y una linfopoyesis robusta. Por lo tanto, cuando se trabaja con múltiples clones de mESC, es mejor retrasar este pasaje del "día 5" hasta que todos los clones completen la transición a colonias similares al mesodermo. Esto permite la sincronía del desarrollo posterior entre los clones después de su transferencia a condiciones de diferenciación hematopoyética. Tres días después del paso del 80-90% de las formaciones mesodérmicas, las HPC se recogen de las monocapas OP9. Las HPC se pueden sembrar en nuevas células OP9 para permitir la diferenciación de linajes de células monocíticas, eritroides y B. Alternativamente, las HPC se pueden sembrar en células OP9-DL1 y dirigirse hacia el desarrollo de células T. Todos los cultivos de diferenciación in vitro se suministran Flt-3L a partir del día 5, con una adición adicional de IL-7 a partir del día 8. Los análisis de citometría de flujo realizados en varios puntos temporales durante el experimento permiten monitorear el progreso a través de las etapas y linajes de la diferenciación hematopoyética y el desarrollo de células T. Los linfocitos T CD4/CD8 doble positivo (DP) comienzan a emerger en el día 16 del cocultivo, y tanto los linfocitos DP como los CD8 monopositivos (SP) son abundantes en el día 20. El resultado general y la solidez de la cocultura dependen en gran medida de la capacidad de determinar visualmente la finalización de los puntos de inflexión significativos del desarrollo que ocurren. Este protocolo pretende ser una guía para el reconocimiento de estos hitos, así como de los demás parámetros críticos, que son clave para una diferenciación exitosa.