La producción a gran escala de los cardiomiocitos de células madre pluripotentes utilizando un pequeño protocolo de diferenciación basada en la molécula altamente reproducible

Hananeh Fonoudi; Hassan Ansari; Saeed Abbasalizadeh; Gillian M Blue; Nasser Aghdami; David S Winlaw; Richard P Harvey; Alexis Bosman; Hossein Baharvand

doi:10.3791/54276

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Artículo de método

La producción a gran escala de los cardiomiocitos de células madre pluripotentes utilizando un pequeño protocolo de diferenciación basada en la molécula altamente reproducible

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DOI:

10.3791/54276

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25 de julio de 2016

Hananeh Fonoudi^*¹^,²^,³^,⁸ , Hassan Ansari^*¹^,⁸ , Saeed Abbasalizadeh¹ , Gillian M Blue⁶^,⁷ , Nasser Aghdami¹ , David S Winlaw⁶^,⁷ , Richard P Harvey²^,³^,⁴ , Alexis Bosman^*²^,³ , Hossein Baharvand^*¹^,⁵

¹Department of Stem Cells and Developmental Biology, Cell Science Research Center, Royan Institute for Stem Cell Biology and Technology, ACECR, ²Developmental and Stem Cell Biology Division, Victor Chang Cardiac Research Institute, ³St. Vincent´s Clinical School, Faculty of Medicine, University of New South Wales, ⁴School of Biotechnology and Biomolecular Sciences, University of New South Wales, ⁵Department of Developmental Biology, University of Science and Culture, ⁶Heart Centre for Children, The Children´s Hospital at Westmead, ⁷Sydney Medical School, University of Sydney, ⁸Department of Developmental Biology, University of Science and Culture, Tehran, Iran

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Aquí, presentamos un protocolo de diferenciación de cardiomiocitos robusto, rápido y escalable para células madre pluripotentes humanas (hPSCs). Los cardiomiocitos obtenidos mediante este método a gran escala pueden proporcionar un número de células suficiente para su uso eficaz en el modelado de enfermedades cardiovasculares humanas, el cribado de fármacos de alto rendimiento y las posibles aplicaciones clínicas.

Resumen

Maximizar el beneficio de las células madre pluripotentes humanas (hPSCs) para la investigación, la modelización de enfermedades, farmacéuticos y aplicaciones clínicas requiere métodos robustos para la producción a gran escala de tipos de células funcionales, incluyendo los cardiomiocitos. Aquí demostramos que la manipulación temporal de WNT, TGF-β, y SHH vías de señalización conduce a líneas HPSC diferenciación de cardiomiocitos altamente eficiente de una sola célula a pases en tanto la suspensión estática y sistemas de suspensión de biorreactores agitados. El empleo de esta estrategia resultó en ~ 100% superando esferoides, que contiene consistentemente> 80% de células T positivos de troponina cardiaca después de 15 días de cultivo, validados en múltiples líneas HPSC. También informamos sobre una variación de este protocolo para su uso con líneas celulares no está adaptado a los pases de una sola célula, cuyo éxito ha sido verificado en 42 líneas HPSC. Cardiomiocitos generados usando estos protocolos expresan marcadores específicos de linaje y espera mostrar electrophysIOLÓGICA funcionalidades. Nuestro protocolo presenta una plataforma simple, eficiente y robusto para la producción a gran escala de los cardiomiocitos humanos.

Introducción

Las células humanas pluripotentes madre (hPSCs), incluyendo las células madre embrionarias humanas (hESCs) y células madre pluripotentes inducidas (hiPSCs), tienen la capacidad de auto-renovación y la capacidad de diferenciarse en células de las tres capas germinales embrionarias ^1,2. Debido a estas características, hPSCs proporcionan una fuente valiosa e ilimitado para la generación y escalable de producción de tipos de células relevantes de la enfermedad para el modelado de la enfermedad humana ^3-5, para la detección de drogas y de toxicidad ensayos de alto rendimiento ^6,7 y potencialmente para aplicaciones clínicas ⁸ . G....