Article de méthode

Replacage de neurones différenciés dérivés de cellules souches pluripotentes humaines

8 juillet 2025

Dans cet article

Résumé

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Source : Calabrese, B. et al., Replatage post-différenciation de neurones dérivés de cellules souches pluripotentes humaines pour le criblage à haut contenu de la neuritogénèse et de la maturation des synapses. J. Vis. Exp. (2019)

La vidéo présente une méthode pour détacher et replanter des neurones dérivés de cellules souches pluripotentes humaines à l’aide d’une enzyme protéolytique douce. Après filtration et centrifugation, les neurones sont replacés sur une plaque multi-puits revêtue pour l’incubation, favorisant la fixation et la maturation.

Protocole

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1. Période de différenciation avant le replacage

  1. Différencier les neurones sur des boîtes de 10 cm, à l’aide d’un protocole de choix, jusqu’à ce que les neurones aient formé un réseau épais avec leurs processus et expriment non seulement des marqueurs neuronaux précoces tels que MAP2 ou TuJ1, mais aussi des marqueurs tardifs tels que NeuN.
  2. Changez la moitié du milieu de votre choix tous les 4 jours pendant le processus de différenciation neuronale.
    note: Des changements moyens plus importants ou plus fréquents diluent les facteurs trophiques essentielsaq et pourraient défavoriser la maturation.
    1. Pour les neurones WT126 dérivés d'iPSC, utiliser les milieux de culture post-différenciation suivants : 5 mL de supplément 100x N2 (neural), 10 ng/mL de facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), 10 ng/mL de facteur neurotrophique dérivé de la lignée cellulaire gliale (GDNF), 1 μg/mL de laminine, 200 μM d'acide ascorbique, 1 μM de dibutyryl-cAMP et 10 mL de SM1 pour 500 mL de mélange de milieu d'aigle modifié et de nutriments F-12 de Dulbecco (DMEM/F12). Progressivement, en utilisant des changements de demi-média, remplacez-le par un milieu basal neural (tableau des matériaux) et les mêmes suppléments.
    2. Pour les neurones WT de cellules souches pluripotentes induites ou de CVB WT dérivés d’iPSC, utilisez le milieu de culture post-différenciation suivant : 500 mL de milieu basal neural A (tableau des matériaux) et 500 mL de milieu DMEM/F12 avec 2 μg/mL de laminine, 10 mL de supplément de glutamine (Table des matériaux), 0,75 mg/mL de bicarbonate de sodium, 5 mL de milieu essentiel minimum (MEM) d’acides aminés non essentiels, 0,2 mM d’acide ascorbique, 10 ng/mL de BDNF, 20 mL de 50x B27 et 10 mL de supplément 100x N2.

2. Revêtement des multipuits

  1. La veille du replacage, enduire de poly-L-ornithine (PLO). Dissoudre le PLO dans de l’eau stérile pour obtenir une solution mère (10 mg/mL). Conservez ce produit à -20 °C. Diluez PLO 1:100 dans l’eau pour obtenir une concentration de 50 μg/mL lors du revêtement du verre et un rapport de 1:1 000 (10 μg/mL) lors du revêtement du plastique.
  2. Appliquez le revêtement directement sur les plaques cibles. Utiliser le volume de revêtement approprié à la taille de la plaque (c.-à-d. pour une plaque de 24 puits, appliquer 500 μL de solution PLO par puits).
  3. Laissez les assiettes reposer dans l’obscurité toute la nuit à température ambiante.
  4. Récupérer les plaques revêtues le jour du replacage et les transférer dans une enceinte de biosécurité stérile.
  5. Aspirez la solution PLO et rincez deux fois à l’eau stérile.
  6. Laminine diluée (1,15 mg/mL) dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) à une dilution de 1:400.
    note: Décongeler la laminine à 4 °C et l’ajouter rapidement au PBS pour éviter l’agrégation de la laminine et le revêtement inégal.
  7. Aspirez de l’eau stérile et appliquez 500 μL de revêtement de laminine sur les puits préalablement recouverts de PLO.
  8. Placez les plaques dans un incubateur à 37 °C pendant au moins 4 à 6 h. Utilisez des incubations plus longues, jusqu’à 16 h, pour les surfaces en verre. Utilisez des temps d’incubation réguliers.

3. Replacage des neurones différenciés

  1. Rincez une fois doucement la plaque de neurones différenciés avec du PBS. Dispersez doucement le PBS le long de la paroi de la plaque, et non directement sur les cellules, pour éviter de les perturber.
  2. Aspirez doucement le PBS en prenant soin d’éviter de toucher directement les cellules mais en aspirant par le bord de la boîte tout en la basculant vers le chercheur.
  3. Appliquez un minimum de 1 mL de l’enzyme protéolytique (Table des matériaux) par plaque de 10 cm et retournez les cellules dans l’incubateur. Ajoutez des volumes légèrement plus élevés si la salle de culture tissulaire présente un taux d’évaporation élevé en raison d’une faible humidité.
  4. Incuber des cellules avec l’enzyme protéolytique pendant 40 à 45 minutes afin de les détacher de la plaque et de les détacher des autres neurones du réseau neuronal.
    note: Le timing à cette étape est essentiel. Tremper la protéase trop tôt peut entraîner une augmentation de la mort cellulaire après le replacage. Le fabricant de l’enzyme protéolytique recommande d’utiliser des températures bien inférieures à 37 °C avec des périodes d’incubation plus longues pour les lignées cellulaires de passage (par exemple, toute la nuit à 4 °C). Cependant, il faut éviter de manipuler des neurones à 4 °C, car ils présentent souvent une faible survie après une exposition au froid. Le fabricant affirme également qu’une incubation de 60 minutes avec l’enzyme à 37 °C conduit à son inactivation enzymatique. Cependant, d'après l'expérience des auteurs, une incubation de 40 à 45 minutes de cultures neuronales dérivées de hiPSC à 37 °C est suffisante pour une dissociation efficace et une excellente survie neuronale lors du replacage.
  5. Vérifiez les neurones sur un microscope à contraste de phase pendant le temps d’incubation et laissez le traitement par protéase se poursuivre jusqu’à ce que le réseau neuronal se détache complètement de la plaque et commence à se décomposer en feuilles plus petites en secouant brièvement la plaque sous le microscope.
  6. Tremper l’activité de la protéase à l’aide de 5 mL de média DMEM frais pour 1 mL de protéase dans la plaque de 10 cm pour arrêter la digestion. Triturez doucement les cellules contre la plaque 5 à 8 fois pour perturber le réseau, à l’aide de pipettes sérologiques. Attention à ne pas appliquer trop de pression lors de la trituration, car les neurones différenciés sont fragiles. N’utilisez pas d’embout P1000, car l’extrémité est trop pointue et trop étroite, et peut donc voiler ou endommager les neurones.
  7. Appliquer la solution avec les cellules à travers une passoire à cellules avec un maillage de 100 μm de diamètre dans un tube conique frais de 50 mL goutte à goutte.
  8. Rincez la passoire avec 5 ml supplémentaires de DMEM frais, après que les cellules aient filtré.
  9. Faites pivoter les cellules dans une centrifugeuse de paillasse à 1 000 x g pendant 5 min.
  10. Remettez le tube conique dans l’enceinte de biosécurité et aspirez la majeure partie du milieu, en laissant environ 250 μL pour s’assurer que les cellules retiennent l’humidité.
  11. Remettez doucement les cellules en suspension dans 2 mL de milieu DMEM frais. Ne pipetez pas la pastille contre le côté du tube. Au lieu de cela, retournez doucement le tube conique 2 à 3 fois et passez les cellules à l’extrémité d’une pipette sérologique de 5 ml pour les déloger.
  12. Appliquez 10 μL de neurones en suspension sur le bord d’un hémocytomètre.
  13. Ajoutez 8 à 10 μL de bleu de trypan à la gouttelette des cellules pour évaluer la viabilité cellulaire pendant cette étape de remise en suspension. Appliquez 10 μL de ce mélange sur l’hémocytomètre ou d’autres compteurs automatiques de cellules. Évaluez comme viables les cellules qui sont brillantes en phase brillante et excluez le colorant bleu trypan.
  14. Déterminez la quantité de cellules viables/ml et préparez-vous à diluer le contenu du tube conique en fonction de la densité cellulaire souhaitée.
  15. Plaque ~10 000 cellules par puits pour une plaque de 384 puits ; plaque ~150 000-200 000 cellules par puits pour une plaque de 24 puits.
  16. Ajoutez du DMEM frais dans le tube conique des cellules remises en suspension pour obtenir une dilution appropriée et ajoutez des suppléments appropriés supplémentaires tels que B27 et/ou BDNF, en fonction des exigences de la lignée cellulaire spécifique.
  17. Inclinez doucement le tube conique pour mélanger 2-3 fois.
  18. Aspirez le revêtement de laminine de la plaque à 24 puits ou de la plaque à 384 puits à l’aide d’une pipette à 16 canaux et rincez une fois avec du PBS.
  19. Aspirez le PBS à l’aide d’un P1000 pour la plaque de 24 puits ou de la pipette à 16 canaux pour les plaques de 384 puits.
  20. Appliquez la solution cellulaire dans chaque puits en forme de huit pour éviter l’agglutination. L’uniformité du placage peut également être optimisée en utilisant des dispositifs automatisés de manipulation des liquides.
    note: L’ajout de laminine au milieu à partir de 2 à 4 jours après le replacage aide également à maintenir une distribution homogène des cellules.
  21. Répétez les étapes 3.19 et 3.20 pour chaque puits.
  22. Remettez la plaque dans l’incubateur, réglée à 37 °C et 5 % de dioxyde de carbone.
  23. Après 2 jours, commencer à changer la moitié du milieu tous les 4 jours en utilisant les milieux de culture post-différenciation décrits à la rubrique 1.2.

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Déclarations de divulgation

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Aucun conflit d’intérêts n’a été déclaré.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Acide L-ascorbique sigmaA4403Ajouter 1 ml de stock de 200 mM à 1 L de support N2B27
dibutyryl-AMPc sigmaD0627Ajouter 1 μM
BDNF humain PeprotechRéférence 450-02Concentration finale de 10 ng/ml
B27 (50X) Thermofisher Scientific17504044Ajouter 20 ml à un support N2B27 de 1L
DMEM/F12 avec Glutamax Thermofisher Scientific31331093Ajouter N2 et répartir dans des cônes de 50 mL ; couvercles en parafilm
GDNF humain Peprotech450-10Concentration finale de 10 ng/ml
Glutamax Thermofisher Scientific35050038Ajouter 10 ml à 1L de milieu N2B27 ; supplément de glutamine
Laminine de souris sigmaP3655-10mgAjouter 100 μl à 50 mL N2B27
Acides aminés non essentiels MEM Thermofisher Scientific11140035Ajouter 5ml à 1L de support N2B27
Supplément N2 (100X) Technologies de la vie17502048Ajouter 5 ml à un support de 500 ml
Neurobasale A Média Thermofisher Scientific10888022Combiner avec DMEM/F12 pour générer un milieu N2B27 pour les cellules CVB wt ; milieu basal neural A
Milieux neurobasaux Thermofisher Scientific21103049pour les cellules WT126 ; milieux basaux neuraux
Supplément SM1Technologies StemCellRéférence 5711Ajouter 1:50 au média
Bicarbonate de sodium Thermofisher ScientificRéférence 25080-094Ajouter 10ml à 1L de support N2B27
Préparation des plaques
Boîtes de culture tissulaire de 10 cm Fisher Scientific08772-EPlats en plastique traités TC
Boîtes de culture tissulaire à 6 puits Thomas ScientificRéférence 1194Y80Plaques NEST
Laminine de souris Technologies de la vieRéférence 23017-015Ajouter 1:400 sur du plastique
Poly-Ornithine vP3655-10mgAjouter 1:1000 sur du plastique
Eau distillée UltraPureTechnologies de la vieRéférence 10977-015Pour diluer la poly-L-Ornithine
Réactifs de replacage
Crépine de cellule 100mM Corning431752Stérile, emballé individuellement
Plaque à 384 puits, non revêtue PerkinElmer6007550Couche de PLO et de laminine
Le Technologies de la vie14190144Solution saline tamponnée au phosphate de Dulbecco
Plaques pré-enduites de poly-D-lysine à 384 puits PerkinElmerRéférence 6057500Rincer avant d’enrober de laminine

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Mots-clés

Human Pluripotent Stem CellsDifferentiated NeuronsProteolytic Enzyme TreatmentCell DetachmentNeuronal Network DisruptionCell Strainer FiltrationCentrifugation ResuspensionMulti well Plate ReplatingNeuronal MaturationViable Cell Counting

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