Diferenciación de células madre pluripotentes humanas en precursores de células beta pancreáticas en un sistema de cultivo 2D

Bushra Memon; Essam M. Abdelalim

doi:10.3791/63298

Artículo de método

Diferenciación de células madre pluripotentes humanas en precursores de células beta pancreáticas en un sistema de cultivo 2D

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DOI:

10.3791/63298

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16 de diciembre de 2021

Bushra Memon¹^,² , Essam M. Abdelalim¹^,²

¹College of Health and Life Sciences, Hamad Bin Khalifa University (HBKU), Qatar Foundation, ²Diabetes Research Center, Qatar Biomedical Research Institute (QBRI), Hamad Bin Khalifa University (HBKU), Qatar Foundation (QF)

En este artículo

Resumen

El presente protocolo describe un método mejorado para aumentar la coexpresión de los factores de transcripción PDX1 y NKX6.1 en progenitores pancreáticos derivados de células madre pluripotentes humanas (hPSC) en monocapas planas. Esto se logra reponiendo la matriz fresca, manipulando la densidad celular y disociando las células endodérmicas.

Resumen

Las células madre pluripotentes humanas (hPSC) son una excelente herramienta para estudiar el desarrollo pancreático temprano e investigar los contribuyentes genéticos a la diabetes. Sin embargo, las células secretoras de insulina derivadas de hPSC se pueden generar para la terapia celular y el modelado de enfermedades, con una eficiencia y propiedades funcionales limitadas. Los progenitores pancreáticos derivados de hPSC que son precursores de las células beta y otras células endocrinas, cuando coexpresan los dos factores de transcripción PDX1 y NKX6.1, especifican los progenitores de las células beta funcionales secretoras de insulina tanto in vitro como in vivo. Los progenitores pancreáticos derivados de hPSC se utilizan actualmente para la terapia celular en pacientes con diabetes tipo 1 como parte de ensayos clínicos. Sin embargo, los procedimientos actuales no generan una alta proporción de NKX6.1 y progenitores pancreáticos, lo que lleva a la cogeneración de células endocrinas no funcionales y pocas células secretoras de insulina sensibles a la glucosa. Este trabajo desarrolló un protocolo mejorado para generar progenitores pancreáticos derivados de hPSC que maximizan la coexpresión de PDX1 y NKX6.1 en una monocapa 2D. Los factores como la densidad celular, la disponibilidad de matriz fresca y la disociación de las células endodérmicas derivadas de hPSC se modulan para aumentar los niveles de PDX1 y NKX6.1 en los progenitores pancreáticos generados y minimizar el compromiso con el linaje hepático alternativo. El estudio destaca que la manipulación del entorno físico de la célula durante la diferenciación in vitro puede afectar la especificación del linaje y la expresión génica. Por lo tanto, el protocolo optimizado actual facilita la generación escalable de progenitores coexpresivos PDX1 y NKX6.1 para la terapia celular y el modelado de enfermedades.

Introducción

La diabetes es un trastorno metabólico complejo que afecta a millones de personas en todo el mundo. La suplementación de insulina se considera la única opción de tratamiento para la diabetes. Los casos más avanzados se tratan con terapia de reemplazo de células beta, lograda mediante el trasplante de páncreas cadavérico completo o islotes ^1,2. Varios problemas rodean la terapia de trasplante, como la limitación con la disponibilidad y calidad del tejido, la invasividad de los procedimientos de trasplante, además de la necesidad continua de inmunosupresores. Esto requiere la necesidad de descubrir opciones nove....