Investigación de Enfermedades Intercambio Nacional (ISRND, Filadelfia, PA) suministra post mortem ojos humanos sanos y diabéticos con autorización y córneas. protocolo de recogida de tejido humano de ISRND es aprobado por el comité directivo y sujetos a los Institutos Nacionales de Salud de supervisión. Esta investigación se ha llevado a cabo bajo la Junta aprobó el Cedars-Sinai Medical Center de Revisión Institucional (IRB) de protocolo exentos EX-1055. Colaborador de los cirujanos de córnea, los Dres. E. Maguen e Y. Rabinowitz, suministran llantas corneoesclerales de descarte para el aislamiento de cultivos epiteliales de la córnea enriquecida de células madre. Esta investigación se ha realizado con arreglo al protocolo aprobado por el IRB Pro00019393.
1. Human Corneal cultivo de órganos
Nota: Las córneas normales y diabéticos o los ojos enteros se reciben en el medio de almacenamiento refrigerado de la córnea (por ejemplo, Optisol GS) en un plazo de 48 horas después de la muerte del proveedor nacional ISRND.
- Retire las córneas de recipiente de almacenamiento con pinzas y se lavo dos veces in el (ABAM) mezcla de antibiótico-antimicótico. En el caso de los ojos enteros, cortar las córneas hacia fuera de los globos con tijeras curvas. Deje por lo menos un borde conjuntival 5 mm y también lavar las córneas en ABAM.
- Preparar la mezcla para ser colocado en la concavidad corneal. Consiste en medio libre de suero mínimo esencial (MEM) que contiene ABAM, 1 mg / ml de ternero piel de colágeno (hechos a partir de una solución madre de 10 mg / ml en ácido 0,1 N acético), 1% de agar, y la insulina-transferrina-selenito complementar 7.
- Microondas esta mezcla a ebullición durante la esterilización y la disolución de agar. Se puede tomar hasta 1 minuto para que todo se disuelva. Deje la tapa del tubo parcialmente abierta, porque la mezcla se desborda con facilidad cuando hierva. Por esta razón, pueden ser necesarios varios ciclos de ebullición, cada uno por 10-15 seg. Enfriar la mezcla a 37-39 ° C.
- Coloque las córneas lado epitelial hacia abajo en placas de 60 mm estériles. Llene la concavidad corneal con aproximadamente 0,5 ml de la mezcla descrita en 1.2. losmezcla se solidifica en las córneas dentro de 2 min.
- Coloque las córneas con el agar en placas estériles de 60 mm y añadir el medio completo que contiene MEM con ABAM, y la insulina-transferrina-selenita de suplemento de 7 (37 ° C) para mantener su nivel aproximadamente en el limbo de la cultura interfase aire-líquido. El volumen medio es de 7-8 ml por plato.
- Colocar los recipientes con las córneas en un incubador de CO2 5% humidificado con una bandeja de agua (de esta manera, el nivel de humedad se mantiene en o por encima de 95%) a 35 ° C (temperatura de la córnea normal). Añadir 100 l de medio (dos gotas) al día en el epitelio para humedecer las córneas.
- Monitorear la morfología de la córnea y la viabilidad de las células epiteliales al microscopio con luz transmitida utilizando un microscopio estándar con un objetivo 4X. Hacerlo una vez al día.
- Cambiar el medio cada tres días. Las córneas pueden ser cultivadas durante al menos tres semanas. Para los experimentos de terapia génica, la cultura de las córneas durante 3-5 días, luego transduce con genes de interés (4.1-4.4), dejar durante otros 3-5 días, dependiendo del transgén y sujeto al protocolo de cicatrización de la herida (2.1-2.4).
2. La curación de la herida epitelial
Nota: En las córneas diabéticos, el desbridamiento epitelial por raspado mecánico no es factible debido a la membrana basal del epitelio frágil se separa en el proceso, lo que no ocurre en las córneas normales. Por lo tanto, para mantener las córneas normales y diabéticos bajo condiciones similares de la cicatrización de heridas, la eliminación química del epitelio con n-heptanol se utiliza 19. Este procedimiento elimina el epitelio, pero deja detrás de una membrana basal intacta tanto en las córneas normales y diabéticos.
- Para llevar a cabo el centro de desbridamiento epitelial 20, coloque un disco de papel de filtro de 5 mm empapado en n-heptanol en la superficie anterior de la córnea central para 75 seg.
- Retire el filtro y se lavan las córneas en un medio completo. Llene la concavidad con 0,5 ml de agar-colágenola mezcla y la cultura como en 1.4. Tras el desbridamiento, las células epiteliales por lo general mueren y se desprenden dejando atrás la membrana basal intacta microscópicamente 7.
- Use 8,5 mm discos para crear grandes heridas epiteliales en los experimentos con solamente la terapia génica limbal. Esto asegurará la participación de las células madre del limbo en el proceso de curación.
- Monitorear la cicatrización de la córnea microscópicamente. Hacer fotografías en 4X y 10X todos los días hasta que el defecto epitelial esté completamente curada. El proceso de curación puede durar de 2 a 15 días dependiendo del estado (normal o diabética) y el tamaño de la herida.
Nota: Durante el proceso de curación, se observan células en forma de araña negro en el plano focal superior. Estas células son queratocitos estromales apoptóticos que murieron después de la extracción epitelial 4. La curación se determina que es completa cuando estas células muertas se hacen salvajes por el epitelio de la curación y ya no son visibles (Figura 2, recuadro). - después de la curaciónfinalización, cortar las córneas a la mitad, incrustarlos en el compuesto y el proceso de PTU para su inmunofluorescencia indirecta en secciones de criostato o por transferencias de Western 16,21.
3. Aislamiento de células limbares y mantenimiento de Stem Cell Cultures enriquecida
Nota: Preparar la célula epitelial primaria del limbo vástago (LESC) enriquecida culturas de las llantas corneoesclerales. Las llantas procedentes de donantes sanos y desechados después de los trasplantes de córnea se reciben de los cirujanos que colaboran en el medio de almacenamiento de la córnea estándar (por ejemplo, Optisol). De lo contrario, los cultivos LESC enriquecido se pueden obtener de las llantas extirpados de córneas enteros normales y diabéticos o globos recibidos de NDRI en el medio de almacenamiento corneal.
- Si se utilizan las córneas enteras o globos, en primer lugar aislar las áreas límbicas. Para ello, coloque la córnea en un plato de plástico estéril con el lado epitelial hacia arriba y retire la zona central con un trépano de 9 mm (cuchillo corneal circular).Descartar esta parte central. Entonces extirpar la zona del limbo utilizando un trépano de 13 mm y deseche la parte externa de la conjuntiva. Para aislar las células utilizan el borde del limbo panecillo parecido. Antes de aislamiento de células, eliminar las células endoteliales y que se adhieren restos de los iris desde el lado interior de la córnea opuesta a la superficie del epitelio con un bastoncillo de algodón estéril.
- Aislar láminas de células limbares mediante tratamiento dispasa. Incubar cada borde corneoscleral con 2,4 U / ml de dispasa II en 1,5 medio libre de suero ml de queratinocitos (KSFM) suplementado con 10% de suero bovino fetal (FBS) a 37 ° C durante 2 hr 22.
- aliviar suavemente la capa celular epitelial limbal de la llanta bajo un microscopio estéreo de disección con un fórceps y disociar las células en 1 ml de 0,25% de tripsina - EDTA 0,02% durante 30 min a temperatura ambiente.
- Se lavan las células en 10 ml de medio (por ejemplo, Epilife) y sedimentar ellos a 300 xg en una centrífuga de sobremesa durante 5 minutos a temperatura ambiente.
- º Resuspendercélulas e en medio de cultivo: medio con N2, B27 y suplementos de crecimiento de queratinocitos humanos, y 10 factor de ng / ml de crecimiento epidérmico (EGF).
- Semillas de las células a 3.000-5.000 células / ml en matraces o placas de 60 mm recubiertas con una mezcla de proteínas de la membrana basal humana, incluyendo la fibronectina, el colágeno de tipo IV, y laminina (FCL), en 0,5 a 1 g / cm 2, en el KSFM medio.
- Cultivar las células en un incubador de CO2 humidificado (95% o mayor humedad) a 37 ° C hasta que forman monocapas confluentes totalmente. Esto puede tomar de 1-2 semanas.
Nota: Regularmente confirmar la identidad de la célula mediante tinción inmunohistoquímica positiva para los marcadores putativos LESC incluyendo PAX6, queratina (K) 14, K15, K17, y ΔNp63α. Los detalles de tinción incluyendo los anticuerpos primarios se han publicado 8,16-18,22. - Para el paso de las células confluentes, los tratan con una solución de 1 ml 0,05% de tripsina (dilución 1: 5 de la solución de 0,25%) durante 10 min a 37 ° C. Añadir 5 ml de soja trsolución de inhibidor ypsin (10 mg / ml) diluido 1: 4 en el medio, y centrifugar las células como en 3.5.
- Lavar el sedimento de células en 3 ml de solución de inhibidor de tripsina de soja diluida. La placa de las células sobre FCL-revestido (véase 3.7) o platos de la cámara de diapositivas de vidrio a 2 x 10 4 células / ml.
4. Transducción adenoviral de córneas de órganos cultivados
Nota: Los adenovirus recombinantes (AV) incluyen AV-vector (sin gen insertado), AV-CMET (con el marco de lectura abierta del gen c-MET), AV-shM10 (con shRNA de MMP-10), y AV-SHCF ( con shRNA de catepsina F). Son eliminados E1-E3 / tipo 5 AV expresar genes bajo el control de la principal promotor temprano inmediato de citomegalovirus. Los virus de AV-CMET se generan utilizando el vector AV PAD / CMV / V5-DEST 16. Los virus AV-shRNA se generan a medida por subclonación de secuencias shRNA junto con el promotor HH1 secuencia de marca y GFP de iLenti-EGFP vector en una huma incompetente para la replicación (-E1 / -E3)n tipo AV 5 genoma utilizando adeno-4 sistema de expresión 17.
- Transducir una córnea órgano-cultivadas de cada par con AV-vector y la otra córnea, con una expresión de genes AV-moduladora. Utilice la AV-CMET en 0.8 a 1.25 x 10 8 unidades formadoras de placa (pfu) por córnea en medio de cultivo durante 48 horas a 37 ° C manteniendo las córneas bajo la superficie del medio cada una en un pocillo de una placa de 24 pocillos. Usa los virus AV-shRNA a 1-2 x 10 8 pfu por córnea.
- Utilice los virus de la transducción en medio completo suplementado con 75 mg citrato de sildenafil / ml. Este reactivo se activa el transporte caveolina facilitar la absorción viral por las células epiteliales 21. Debido a la corta vida media de sildenafilo en soluciones acuosas, volver a agregar la misma cantidad al medio de 4-5 horas más tarde. El tratamiento estándar es de 48 horas.
- Transferir las córneas a nuevos platos con una espátula estéril extremo redondo y cultura en el medio y sin AV manteniendo el nivel medio en el limbo. Después de la adiciónitional 4-8 días en la interfase aire-líquido, el proceso de las córneas tratadas AV-para diversos análisis o prueba para la curación de heridas epiteliales (véase más arriba). Rutinariamente humedecer las córneas durante el cultivo mediante la adición de 100 l de medio (dos gotas) en la parte superior de la córnea.
- Para la transducción de sólo las células limbares, incubar los virus con las córneas en la interfase aire-líquido con el nivel medio en el limbo, para evitar la transducción del epitelio central.
5. Transducción adenoviral de células cultivadas limbares
- Mantener los cultivos enriquecidos-LESC en el medio con 10 ng / ml de EGF (véase 3.5) en placas de plástico recubiertas con la mezcla FCL a 0,5 g / cm2.
- Transducir células cultivadas que han alcanzado el 70-80% de confluencia con el AV que alberga el gen de proteína fluorescente verde (AV-GFP) o el shRNA-GFP en una gama de multiplicidad de infección revueltos AV-(MOI: 1 a 300 pfu / célula) , en el medio con 2 ng / ml de EGF. Realice la transduction durante 4 horas a 37 ° C en un volumen mínimo (0,2 ml) seguido de 20 horas en 0,5 ml de medio. El sildenafil activador transporte caveolina no es necesario para la transducción de cultivo celular.
- Utilice uno de los siguientes reactivos que facilitan la unión a la superficie celular AV para mejorar la eficacia de transducción AV: o policationes (1 mg / ml de poli-L-lisina o 5 mg / ml de polibreno), o 6 l / reactivo transducción ml ( por ejemplo, ViraDuctin), o 20 l / ml potenciador de la transducción (por ejemplo, ibiBoost).
- Después de reemplazar el medio por el que no tiene el AV, se incuban las células en cultivo durante 4 días, en el incubador de CO2 humidificado y evaluar el nivel de expresión de GFP usando un microscopio de fluorescencia invertida.
- Utilice el ensayo de cicatrización de la herida cero para evaluar la migración celular en los cultivos transducidos AV. Cultivar las células en los portaobjetos de cámara de múltiples pocillos. Hacer las heridas en una monocapa de células por el rascado en un movimiento lineal recta con una pi 200 lpette punta. Después de la herida, cambiar el medio para uno nuevo para eliminar las células separadas.
- Fotografiar las heridas todos los días con una cámara digital conectada a un microscopio invertido con un aumento de 4X. Grabar el momento en que la curación es completa (los bordes de la herida se ponen en contacto a lo largo de toda la herida).