Un système de culture cellulaire a été établi dans lequel les cellules souches embryonnaires de souris (mESC) sont différenciées en cellules T in vitro.1 Ce système exploite la capacité de la signalisation Notch à piloter la différenciation des lymphocytes T. 2 La lignée cellulaire OP9-DL1 a été créée en transduisant des cellules OP93 dérivées de la moelle osseuse avec un ligand Notch, Delta-like 1 (DL1). 4 L’activation de la cascade de signalisation Notch in vitro facilite le développement des lymphocytes T à l’exclusion d’autres lignées cellulaires. Avec l’inclusion de cytokines appropriées, ce système fournit un « microenvironnement » de culture cellulaire qui soutient l’avancement séquentiel de la CSEm vers les lignées hématopoïétiques et finalement les lymphocytes T. Ce système prend en charge l’identification par cytométrie en flux des lymphocytes T aux différents stades de développement observés au cours de l’ontogenèse normale des lymphocytes T dans le thymus. Pour l’étude de certaines questions relatives au développement des lymphocytes T, cette procédure est devenue une alternative attrayanteaux modèles de souris entières in vivo5 et aux méthodes de culture d’organes thymiques fœtaux in vitro utilisées pour susciter le développement de lymphocytes T à partir de précurseurs hématopoïétiques dérivés de cellules souches embryonnaires de souris. 6 Le principal avantage du système de coculture OP9 est qu’il fait appel à des techniques de culture cellulaire standard et simples et qu’il ne dépend pas de l’utilisation continue d’animaux de laboratoire.
Nous suivons un protocole détaillé, précédemment publié dans nos expériences en utilisant cette approche. 7 Nous avons utilisé cette technologie pour examiner les produits de différenciation hématopoïétique de clones d’ESCm non manipulés, de clones d’ESCm de haute qualité choisis à la main pour fabriquer des embryons chimériques8 et de clones d’ESC transfectés de manière stable provenant directement de la sélection de médicaments. 9 Nous avons noté que la cinétique temporelle de la différenciation initiale in vitro des colonies de type mESC en colonies de type mésoderme dans ce modèle peut être variable entre les clones individuels. Les co-cultures mESC-OP9 peuvent être évaluées visuellement pour la progression vers le mésoderme. Bien que cela soit généralement terminé au cinquième jour de la co-culture, parmi les clones individuels, l’achèvement peut être retardé d’un ou deux jours. La formation quantitative (~80-90 %) du mésoderme doit être obtenue avant le transfert afin d’obtenir une formation optimale de cellules progénitrices hématopoïétiques (HPC) et une lymphopoïèse robuste. Ainsi, lorsque l’on travaille avec plusieurs clones d’ESCm, il est préférable de retarder ce passage du « jour 5 » jusqu’à ce que tous les clones terminent la transition vers des colonies de type mésoderme. Cela permet de synchroniser le développement ultérieur entre les clones après leur transfert dans des conditions de différenciation hématopoïétique. Trois jours après le passage des 80 à 90 % des formations mésodermiques, les HPC sont collectés à partir des monocouches OP9. Les HPC peuvent être ensemencés sur de nouvelles cellules OP9 pour permettre la différenciation des lignées de cellules monocytaires, érythroïdes et B. Alternativement, les HPC peuvent être ensemencés sur des cellules OP9-DL1 et entraînés vers le développement des cellules T. Toutes les cultures de différenciation in vitro reçoivent du Flt-3L à partir du jour 5, avec un ajout supplémentaire d’IL-7 à partir du jour 8. Des analyses par cytométrie en flux effectuées à différents moments de l’expérience permettent de suivre la progression à travers les étapes et les lignées de la différenciation hématopoïétique et du développement des lymphocytes T. Les lymphocytes T CD4/CD8 double positif (DP) commencent à émerger au 16e jour de la co-culture, et les lymphocytes DP et CD8 simple positif (SP) sont abondants au 20e jour. Le résultat général et la robustesse de la co-culture dépendent en grande partie de la capacité à déterminer visuellement l’achèvement des tournants significatifs du développement qui se produisent. Ce protocole vise à être un guide pour la reconnaissance de ces jalons, ainsi que des autres paramètres critiques, qui sont essentiels à une différenciation réussie.