Le protocole proposé ici décrit comment générer des grappes en trois dimensions des fibres musculaires contractiles (de myospheres) directement à partir de CSEh. La stratégie proposée a le potentiel sans précédent et extraordinaire pour produire des mini muscles en suspension qui peuvent être utilisées comme une «maladie dans un plat de« modèle pour les deux tests de dépistage et des études sur le développement. En outre, le procédé pour générer des cellules hES de myospheres est simple et ne nécessite aucune étape de tri par FACS au cours de la différenciation, ce qui a généralement un effet négatif sur le rendement en cellules récupérées. Par ailleurs, une procédure de tri au cours de la différenciation serait interférer avec l'agrégation, car il implique une dissociation de l'EB dans des cellules individuelles.
La méthode proposée est basée sur la reprogrammation épigénétique de CSEh à des facteurs spécifiques, MyoD et BaAF60C, qui ne sont pas exprimés dans les cellules souches embryonnaires pluripotentes. MyoD et BAF60C fournissent le «noyau» de protéines e complexeà marque le locus génomique de transcription qui procède à activer le programme myogénique squelettique. Les deux facteurs sont délivrés à des cellules par l'intermédiaire d'infections lentivirales et il est donc essentiel d'obtenir une haute efficacité d'infection de ces deux facteurs dans toutes les cellules. Ceci peut être réalisé à l'aide de virus de titre élevé ou des virus dotés de marqueurs de sélection. Les conditions de culture jouent également un rôle important dans l'optimisation de l'étendue de la différenciation myogénique. Nous vous proposons un protocole de différenciation à base de sérum pour la différenciation des cellules hES MyoD/BAF60C exprimant en grappes de précurseurs myogéniques, suivie d'une incubation dans un milieu défini sans sérum (contenant de l'insuline transferrine - STI) pour obtenir une conversion des précurseurs myogéniques en myotubes squelettiques. Cependant, il est possible que d'autres milieux définis peuvent réaliser une différenciation myogénique égale ou meilleure. Une limitation du courant du protocole est qu'il repose sur l'utilisation de sérum bovin foetal, qui contient en outrement de nombreuses protéines et des substances animales, montre des variations de lot à lot. Cela peut entraîner une moindre efficacité ou l'hétérogénéité de conversion myogénique dans myospheres. Fait à noter, toutes les structures EB-comme dérivées de CSEh BAF60/MyoD-expressing ne sont pas myospheres; à savoir, certains sont des agrégats EB-comme entièrement constitués de fibres musculaires. Le nombre de myospheres normalement dérivées de CSEh exprimant BAF60C et MyoD peut varier de 30 à 60% selon les estimations de coloration immunologique sur les sections EB effectuées à la fin du protocole (voir résultats). Une approche possible pour enrichir une boîte de culture pour seulement myospheres serait d'utiliser un journaliste myogénique. Cela faciliterait en rejetant les groupes EB-comme partiellement ou pas différenciées et ne sélectionnant que les myospheres.
Enfin, une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents aux exigences temporelles des facteurs introduits serait utile d'améliorer la méthode de livraison. Par exemple, si BAF60C et MyoD ne sont nécessaires que pour shtemps ort à "kick" les cellules dans la bonne direction, les méthodes basées sur la livraison de l'ARNm modifié pourrait être appliquée. En revanche, si les facteurs sont nécessaires pour un temps plus long avant que les cellules exploiter leurs protéines endogènes, une approche épisomique serait recommandé d'éliminer la variabilité et des effets incontrôlés dus à l'intégration dans le génome. Enfin, nous notons qu'il est obligatoire d'exprimer BAF60C avant ou en même temps que MyoD (jamais après) afin de réaliser la conversion de CSEh dans les muscles squelettiques. L'exigence pour l'expression préalable de BAF60C repose vraisemblablement sur son rôle dans la pré-réglage du paysage épigénétique pour une bonne répartition de la chromatine à travers MyoD le génome 6,15. En tant que tel, les futurs protocoles pourraient être améliorées par des composés ou d'autres manipulations qui favorisent l'expression de BAF60C dans les CSEh.