El objetivo de este informe es describir los protocolos para derivar el epitelio pigmentario de la retina (EPR) a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPS) utilizando diferentes tamaños de cuerpos embrionarios.
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Artículo de método
El objetivo de este informe es describir los protocolos para derivar el epitelio pigmentario de la retina (EPR) a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPS) utilizando diferentes tamaños de cuerpos embrionarios.
Las células madre pluripotentes poseen la capacidad de proliferar indefinidamente y de diferenciarse en casi cualquier tipo de célula. Además, el desarrollo de técnicas para reprogramar células somáticas en células madre pluripotentes inducidas (iPS) ha generado interés y entusiasmo hacia la posibilidad de una medicina regenerativa personal personalizada. Sin embargo, la eficiencia de la diferenciación de las células madre hacia un linaje deseado sigue siendo baja. El propósito de este estudio es describir un protocolo para derivar epitelio pigmentario de la retina (EPR) a partir de células iPS (iPS-EPR) mediante la aplicación de un enfoque de ingeniería de tejidos para generar poblaciones homogéneas de cuerpos embrioides (EB), un intermediario común durante la diferenciación in vitro. El protocolo aplica la formación de tamaños específicos de EB utilizando la tecnología de placas de micropocillos. También se explican los métodos para identificar marcadores de proteínas y genes de EPR mediante inmunocitoquímica y reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR). Finalmente, se describe la eficiencia de la diferenciación en diferentes tamaños de EBs monitorizados por el análisis de clasificación celular activada por fluorescencia (FACS) de marcadores RPE. Estas técnicas facilitarán la diferenciación de las células iPS en EPR para futuras aplicaciones.
Las células madre pluripotentes inducidas (iPS) son un tipo de células madre pluripotentes obtenidas por la reprogramación de células adultas con factores extrínsecos 1. En contraste, las células madre embrionarias (CES), otro tipo de células madre pluripotentes, se generan a partir de la masa celular interna del blastocisto 2-3. A pesar de sus diferentes orígenes, las células iPS y las CME son comparables en su ilimitada capacidad para replicarse in vitro y en su capacidad de diferenciarse en cualquier tipo de célula 4-5. Estas características de las células iPS les hacen candidatos ideales para aplicaciones en medicina regenerativa personalizada. Los recientes esfuerzos de investigación se centran en el desarrollo de protocolos de diferenciación robustos para la producción de células adultas especializadas incluyendo epitelio pigmentario de la retina (EPR) 6-11.
Para posibles aplicaciones clínicas de las células iPS derivadas, una diferenciación dirigida para ese tipo específico de célula es esencial. Hay varios métodospublicado para la diferenciación dirigida de ambas CES e iPS células RPE en que varía mucho en su eficacia 6-7, 12-16. Todavía no sabemos muchos de los eventos moleculares que gobiernan el destino de las células / tejidos durante el desarrollo o diferenciación. En los últimos años, se han hecho esfuerzos para desarrollar el protocolo de diferenciación que puede imitar el desarrollo embriológico tanto como sea posible. Durante la fase de blastocisto, la población no comprometido de las células madre están juntos en un microambiente tres dimensiones. Así, varias estrategias se aplicaron para hacer las células ESC / iPS reunidos juntos y crecer en tres dimensiones. Estos agregados de células madre se denominan cuerpos embrionarios (EBS). Los estudios han demostrado que la EB diferenciación de células madre imitan etapa temprana del desarrollo del embrión y espontáneamente puede dar lugar a endodermo primitivo en su superficie exterior. Más tarde, como el desarrollo EB progresa, fenotipos de células diferenciadas de los tres linajes germinales aparecen 17-18. Therefore, protocolos de diferenciación basada EBS han atraído mucha atención para la diferenciación in vitro de células ESC / iPS y son un buen candidato para la generación EPR a partir de células madre pluripotentes 13.
EB se pueden hacer usando varios métodos a partir de células / iPS DESC. Inicialmente, los OC fueron hechas por el raspado de las colonias adheridas y mantenerlas en cultivo en suspensión no adherente. Sin embargo, este enfoque produce población heterogénea de EBS que provoca una baja reproducibilidad. Colgando de cultivo celular de caída y la formación de micro pozos EBS basada otras técnicas populares para la formación de EB que producen EBS homogéneos de tamaños definidos que son altamente reproducible. Además, la técnica de micropocillos puede producir gran número de agregados con menos esfuerzo.
La diferenciación de las células dentro de EBS es regulada por un múltiplex de señales morfogénicas del microambiente extracelular e intracelular. En contraste con la diferenciación en una lunformato olayer, EB proporcionar una plataforma para el complejo ensamblaje de las células y la señalización intercelular que ocurra 17. Curiosamente, se observó el número de células madre pluripotentes utilizados para hacer EBS individuales para influir en el destino de las células. Por ejemplo, en un estudio de la diferenciación hematopoyética de los CES humanos, se observó que las células 500 EB promovió la diferenciación hacia el linaje mieloide de las células mientras que 1.000 EB empujado hacia el linaje eritroide 20. En otro estudio, los OC pequeños favorecieron diferenciación endodermo mientras que EB mayores promovidos hacia la diferenciación neuro-ectodermo 11, 17.
Estos estudios anteriores sugieren fuertemente que el número de células ESC / iPS utilizados para hacer EBS individuales afectan EBS diferenciación basado en cualquier tipo de células. Sin embargo, hasta donde sabemos, no hay estudios actuales que han dilucidado el impacto del tamaño de EB en su propensión a diferenciarse hacia RPE. El objetivo de este estudio es caracterizar la influencia deTamaño de EB en las células (iPS) madre pluripotentes inducidas - epitelio pigmentario de la retina (iPS-RPE) diferenciación y para identificar el número de células óptimo para hacer los EBS para la diferenciación dirigida hacia linaje RPE.
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1. Preparación de reactivos de cultivo y placas de cultivo
2. iPS Cultura
3. pases de células iPS
4. Generación de EBS Usando microplacas
5. Revestimiento del EBS y Diferenciación Iniciación
6. Extracción de ARN y PCR
7. La inmunocitoquímica
8. La tinción para el análisis de FACS
9. iPS-RPE Aislamiento y cultivo
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En este experimento, las células iPS fueron cultivadas y diferenciarse en el linaje RPE de EBS. EBS de tamaños controlados se formaron utilizando placas de micropocillos. Como se ve en la figura 1 la formación de EB fue homogénea en las placas de micropocillos. Estos EB fueron recogidos y se sembraron en placas de 6 pocillos (Figura 2).
RPE puede ser identificado por su clásica hexagonal morfología, pigmentación, y la expresión de marcadores de RPE. Después ...
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Para conseguir plenamente las promesas de las células madre pluripotentes para la terapia celular, es necesario regular su diferenciación de una manera consistente y reproducible. Este informe describe los protocolos para formar EBS tamaño controlado utilizando la tecnología de placas de pocillos, iniciar la diferenciación hacia RPE e identificar marcadores de proteínas y genes de RPE. Para sincronizar la diferenciación in vitro, tamaños homogéneos de EB fueron formados por un número conocido de células iPS cen...
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Los autores no tienen nada que revelar.
Las opiniones o afirmaciones contenidas en este documento son los puntos de vista privados de los autores y no deben interpretarse como oficiales ni reflejar los puntos de vista del Departamento del Ejército o del Departamento de Defensa. Esta investigación se llevó a cabo mientras los autores Alberto Muñiz, Ramesh R Kaini, Whitney A Greene y Jae-Hyek Choi tenían una beca de investigación postdoctoral del Consejo Nacional de Investigación en la USAISR. Este trabajo fue apoyado por el Programa de Investigación de Medicina de Rehabilitación Clínica del Ejército de los Estados Unidos (CRMRP) y el Programa de Investigación de Medicina Operativa Militar (MOMRP).
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| mTeSR1 media + 5x suplemento | Stem Cell Technologies | 5850 | |
| Y-27632 (Inhibidor de rocas) | Stem Cell Technologies | 72304 | |
| DMEM/F12 | Life Technologies | 11330-032 | |
| 2-Mercaptoethanol | Sigma | M-7154 | |
| Aminoácidos no esenciales | Hyclone(Fisher) | SH30853.01 | |
| Suero knockout reemplazo | Life Technologies | 10828-028 | |
| Gentamicina | Life Technologies | 15750-060 | |
| L-Glutamina | Life Technologies | 25030-081 | |
| MEM medios | Life Technologies | 10370-021 | |
| N1 suplemento | Sigma | N-6530-5ML | |
| Taurina | Sigma | T-8691-25G | |
| Hidrocortisona | Sigma | H0888-1G | |
| Fetal bovino Hiclon sérico | (Fisher) | SH3008803HI | |
| Triyodo-L-tironina sodio sal | Sigma | T6397 | |
| Hidróxido de sodio | Sigma | S5881 | |
| Dispasa | Life Technologies | 17105-041 | |
| Matrigel | BD Biosciences | 354277 | |
| Solución salina tamponada con fosfato | Hiclon (Fisher) | 10010-023 | |
| Placa Aggrewell 400 | Tecnologías de células madre | 27940 | |
| Medio AggreWell | Tecnologías de células madre | 5893 | |
| Accutase | Tecnologías de células madre | 7920 | |
| BD Cytofix/Kit de fijación/permeabilización Cytoperm BD | Biosciences | 554714 | |
| Anticuerpo anti-PAX6 de ratón | Estudios de desarrollo Banco | ||
| Conejo Anticuerpo anti-RX | Abcam | Ab23340 | |
| Ratón Anticuerpo anti-MITF | Thermo Scientific | MS-772-P | |
| Conejo Anticuerpo anti-ZO-1 | Invitrogen | 40-2200 | |
| RNeasy plus mini kit | Qiagen | 74134 | |
| PCR master mix | Promega | M7502 | |
| Kit de ARN a ADNc de alta capacidad | Life Technologies | 4387406 |
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