Este protocolo describe la ingeniería genética transitoria de células dentales extraídas del folículo dental humano. La estrategia de modificación no aplicada puede llegar a ser una base para la mejora de los productos terapéuticos de células madre.
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Este protocolo describe la ingeniería genética transitoria de células dentales extraídas del folículo dental humano. La estrategia de modificación no aplicada puede llegar a ser una base para la mejora de los productos terapéuticos de células madre.
Hasta la fecha, varios tipos de células madre en diferentes etapas de desarrollo están en el foco para el tratamiento de enfermedades degenerativas. Sin embargo, ciertos aspectos, como la muerte celular masiva inicial y bajos efectos terapéuticos, problemas de su traducción clínica amplia. Ingeniería genética de células antes del trasplante surgió como un método prometedor para optimizar los efectos terapéuticos de células madre. Sin embargo, todavía carecen de sistemas de entrega de genes seguros y eficientes. Por lo tanto, el desarrollo de métodos adecuados puede proporcionar un enfoque para resolver los retos actuales en terapias basadas en células madre.
El presente Protocolo describe la extracción y caracterización de células madre de folículo dental humana (hDFSCs) así como su modificación genética no-virales. El folículo dental postnatal dio a conocer como una fuente prometedora y de fácil acceso para la recolección de las células madre adultas multipotentes que poseen potencial de proliferación alta. El procedimiento de aislamiento descrito presenta un método simple y confiable para cosechar hDFSCs de cordales. Este protocolo incluye también métodos para definir las características de células madre de células aisladas. Para la ingeniería genética de hDFSCs, una estrategia optimizada transfección catiónico base de lípidos se presenta introducción de microARN altamente eficiente que permite sin producir efectos citotóxicos. MicroRNAs son candidatos adecuados para la manipulación de celda transitoria, como estos pequeños reguladores traslacionales controlan el destino y el comportamiento de células madre sin el peligro de la integración del genoma estable. Así, este protocolo representa un procedimiento seguro y eficaz para la ingeniería de hDFSCs que puede llegar a ser importante para la optimización de su eficacia terapéutica.
El folículo dental humano es un flojo Tejido fino conectivo de derivados de ectomesenchymally que rodea el diente en desarrollo1,2. Al lado de su función de coordinar la osteoclastogénesis y osteogénesis para el proceso de erupción del diente, este tejido presenta células madre y progenitoras especialmente para el desarrollo del periodonto3,4,5. Por lo tanto, el folículo dental se considera como una fuente alternativa para cosechar las células madre adultas humanas6,7.
Varios estudios demostraron que las células madre del folículo dental humana (hDFSCs) son capaces de diferenciarse en el linaje periodontal incluyendo osteoblastos, fibroblastos del ligamento y cementoblastos8,9,10 . Además, estas células fueron demostradas para que coincida con todas las características de las células estromales mesenquimales (MSCs) incluyendo la capacidad de auto renovación, adhesión plástica, expresión de marcadores de superficie específicos (por ejemplo,, CD73, CD90, CD105) así como osteogénico, adipogenic y condrogénica diferenciación potencial11,12,13. Otros estudios también revelaron un potencial de diferenciación de los nervios de hDFSCs2,14,15,16,17,18.
Debido a sus prometedoras propiedades y fácil acceso, hDFSCs se convirtió recientemente relevantes para tejido ingeniería19,20,21. Los primeros estudios se concentraron en el potencial de DFSCs para regenerar hueso periodontal y dientes raíces19,22,23,24,25,26, 27,28,29,30. Desde el conocimiento de la capacidad neurogénica de hDFSCs, su aplicación como tratamiento potencial para las enfermedades neurodegenerativas ha sido investigado31,32,33. HDFSCs también han cobrado importancia con respecto a la regeneración de otros tejidos (p. ej., epitelio corneal)34,35. El potencial terapéutico de hDFSC no se basa sólo en su potencial de diferenciación directa sino también en su actividad paracrina. Recientemente, hDFSCs se han demostrado para secretar una gran cantidad de factores bioactivos, como las metaloproteinasas de matriz (MMPs), factor de crecimiento insulínico (IGF), factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), factor de crecimiento básico del fibroblasto (bFGF) y el crecimiento de hepatocito factor (HGF), que desempeñan un papel crucial de la angiogénesis, inmunomodulación, remodelación de la matriz extra celular y procesos reparativos36.
Sin embargo, amplia traducción clínica de la terapia de células madre se deteriora aún por varios desafíos, como la muerte masiva de células iniciales y células beneficioso bajo efectos37,38. Ingeniería genética proporciona una estrategia prometedora para abordar estos desafíos y por lo tanto, puede realzar grandemente la eficacia terapéutica de células madre38,39,40. Para la manipulación de celda transitoria, microRNAs (miRs) son los candidatos idóneos, como estos pequeños reguladores traslacionales controlan el destino y el comportamiento de las células madre sin el peligro de genoma estable integración41,42, 43. hasta la fecha, se han identificado varios miRs beneficiosos promover la proliferación de la célula de vástago, supervivencia, homing, actividad paracrina, así como su diferenciación en varios linajes44. Por ejemplo, miR-133a ingeniería MSCs mostraron un aumento de la supervivencia y el engraftment en corazones de rata infartado, dando por resultado una función cardíaca mejorada en comparación con MSCs45. Además, miR-146a MSCs expresando mostraron secretan mayores cantidades de VEGF, que a su vez condujo a una mayor eficacia terapéutica en el tejido isquémico46.
Este manuscrito presenta un protocolo detallado para la extracción selectiva y la ingeniería genética de hDFSCs. Para ello, describimos la digestión enzimática y cosecha de los folículos dentales humanas, así como el aislamiento posterior de hDFSCs. Para caracterizar las células aisladas, instrucciones importantes para la verificación de propiedades MSC se han incluido siguiendo las directrices de la sociedad internacional de terapia celular13. Además, ofrecemos una descripción detallada para la generación de hDFSCs miR-modificado por aplicación de una estrategia de transfección basada en lípidos catiónicos y la evaluación de la eficiencia de transfección y citotoxicidad.
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HDFSCs están aisladas de los folículos dentales de los dientes extraídos de la sabiduría proporcionados por el Departamento de Cirugía Oral y maxilofacial plástico de Rostock University Medical Center. Se obtuvo consentimiento informado y autorización por escrito de todos los pacientes. Este estudio fue autorizado por el Comité de ética local de la Universidad de Rostock (permiso No. A 2017-0158).
1. aislamiento de hDFSCs
Nota: Para evitar la contaminación bacteriana, dientes de la sabiduría no debe ser estalló antes de la extracción
2. Caracterización de hDFSCs
3. transfección de hDFSCs
4. Análisis de la transfección
Nota: Realizar el siguiente trabajo en una sala más bien sombreada.
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Aquí, presentamos una instrucción detallada aislamiento cosecha hDFSCs del tejido del folículo dental humana. Por el fácil acceso del folículo dental durante la cirugía de rutina, es una fuente prometedora para la extracción de células madre adultas.
El hDFSCs aislado demostró todas las características descritas para la definición de MSCs13. De hecho, las células eran de plástico adherente debajo se descr...
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Las células madre adultas están en foco para el tratamiento de varias enfermedades degenerativas. En particular, ósea la médula (BM)-derivado de las células madre, incluyendo las células madre hematopoyéticas (HSCs) y MSCs, están bajo intensa investigación clínica47. Sin embargo, BM la cosecha es un procedimiento invasivo que causa dolor en el sitio de la donación y puede conducir a eventos adversos48. Recientemente, el tejido dental postnatal ha emergido como una nueva y a...
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Los autores no tienen nada que revelar.
Este trabajo fue apoyado por el programa de Cajamarca del centro médico de la Universidad de Rostock (889018) y la Fundación húmeda (2016-11). Además, P.M. y R.D. son apoyados por el BMBF (VIP + 00240).
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Anticuerpo anti CD105 humano de ratón: Alexa Fluor 488 | Bio-Rad | MCA1557A488 | Clon SN6, monoclonal |
| IgG1 de ratón Anticuerpo de control negativo: Alexa Fluor 488 | Bio-Rad Bio-Rad | MCA928A488 | monoclonal |
| APC Anticuerpo anti-CD29 de ratón | BD Biosciences | 559883 | Clon MAR4, monoclonal |
| APC Mouse IgG1, κ Anticuerpo de control de isotipo | BD Biosciences | 555751 | clon MOPC-21, monoclonal |
| Ratón Anti-humano Anticuerpo CD73 | BD Biosciences | 550257 | clon AD2, monoclonal |
| PE Ratón IgG1, κ Anticuerpo de control de isotipo | BD Biosciences | 555749 | clon MOPC-21, monoclonal |
| PE-Cy7 Anticuerpo CD117 de ratón BD | Biosciences | 339217 Clon 104D2, monoclonal | |
| PE-Cy7 IgG1 de ratón monoclonal, κ Anticuerpo de control de isotipo | BD Biosciences | 557872 clon MOPC-21, monoclonal | |
| PerCP-Cy5.5 Anticuerpo CD44 de ratón antihumano | BD Biosciences | 560531 | clon G44-26, monoclonal |
| PerCP-Cy5.5 IgG2b de ratón, κ Anticuerpo de control de isotipo | BD Biosciences | 558304 | Clon 27-35, monoclonal |
| PerCP-Cy5.5 Ratón Anti-humano CD90 Anticuerpo | BD Biosciences | 561557 | Clon 5E10, monoclonal |
| PerCP-Cy5.5 IgG1 de ratón, κ Anticuerpo de control de isotipo | BD Biosciences | 55095 | Clon MOPC-21, monoclonal |
| V500 Anticuerpo CD45 de ratón BD | Biosciences | 560777 | Clon HI30, monoclonal |
| V500 IgG1 de ratón, κ Anticuerpo de control de isotipo | BD Biosciences | 560787 Clon X40, reactivo de bloqueo monoclonal | |
| FcR, humano | Miltenyi Biotec | 130-059-901 | |
| UltraPure EDTA | Thermo Fisher Scientific | 15575-020 | 0.5M, pH 8.0 |
| Steritop | Merck Millipore | SCGPT05RE | 0.22 µ m, radioesterilizado, polietersulfona |
| BSA | Sigma-Aldrich | A7906 | |
| PFA | Merck Millipore | 1040051000 | |
| Kit de identificación funcional de células madre mesenquimales humanas | R& D Systems | SC006 | |
| Solución de descontaminación de RNasa; Solución de descontaminación de ARNasa RNaseZap | Thermo Fisher Scientific | AM9780 | |
| Precursor marcado con Cy3 miR; Control negativo de Pre-miR marcado con colorante Cy3 #1 | Thermo Fisher Scientific | AM17120 | 5 nmol |
| Control negativo de precursores de miARN Pre-miR #1 | Reactivo | ||
| transfección a base de lípidos catiónicos de Thermo Fisher Scientific AM17110 5 nmol; Lipofectamine 2000 Reactivo de transfección | Thermo Fisher Scientific | 11668019 | |
| Medio sérico reducido; Opti-MEM I Medio de suero reducido | Thermo Fisher Scientific | 31985070 | |
| Donkey anticuerpo secundario de adsorción cruzada IgG (H + L), Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | A-11055 | policlonal |
| Donkey anti-Mouse IgG (H + L) Anticuerpo secundario altamente adsorbido cruzado, Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | A-21202 | policlonal |
| Medio de montaje; Fluoroshield con | medio de montaje para histología | Sigma-Aldrich | F6057-20ML |
| Microscopio confocal ELYRA PS.1 LSM 780 | Citómetro de flujo Zeiss | ||
| BD FACS LSRII BD | Biosciences | ||
| BD FACSDiva Software 6.1.2 | BD Biosciences | ||
| Software ZEN2011 | Zeiss | ||
| Trypsin/EDTA (0,05%/ 0.02%) | Biochrom | L2143 | en PBS, sin: Ca2+, Mg2+ |
| Colorante reactivo amina; VIVOS/MUERTOS&comercio; Kit de tinción de células muertas de infrarrojo cercano reparable | Thermo Fisher Scientific | L10119 | |
| PBS (1x) | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | pH: 7,4; w/o: Ca y Mg |
| P-S-G (100x) | Thermo Fisher Scientific | 10378016 | |
| medio basal; Dulbecco's Modified Eagle Medium/Nutrient Mix F-12 | Thermo Fisher Scientific | 11039021 | |
| Antibiótico, ZellShield | Biochrom | W 13-0050 | |
| FBS | Thermo Fisher Scientific | 10500064 | |
| Colagenasa tipo I | Thermo Fisher Scientific | 17100017 | |
| Dispasa II | Thermo Fisher Scientific | 17105041 | |
| Filtro, filtro de jeringa Sterifix 0.2 y micro; m | Braun | 4099206 | |
| 50 mL tubo de centrífuga cónico | Sarstedt | 62.547.254 | |
| 15 mL tubo de centrífuga cónico | Sarstedt | 62.554.502 | |
| Matraz de cultivo celular 75 cm2 | Sarstedt | 833.910.002 | |
| Matraz de cultivo celular, 25 cm2 | Sarstedt | 833.911.002 | |
| Medio de congelación, Biofreeze | Biochrom | F 2270 | |
| Criotubos | Thermo Fisher Scientific | 377267 | 1,8 mL |
| Solución azul de tripano | Sigma-Aldrich | T8154 | 0,4 % |
| Cámara de recuento | Paul Marienfeld | ||
| Anestésico local, xilocitina (clorhidrato de lidocaína) 2% con epinefrina (adrenalina) 0,001% | Mibe | ||
| solución de NaCl | Braun | 0.9 % | |
| Vicryl satures, Vicryl rapide | Ethicon | 3 - 0 |
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