Production à grande échelle de cardiomyocytes à partir pluripotentes humaines cellules souches en utilisant un petit protocole Différenciation Molecule-Based hautement reproductible

Hananeh Fonoudi; Hassan Ansari; Saeed Abbasalizadeh; Gillian M Blue; Nasser Aghdami; David S Winlaw; Richard P Harvey; Alexis Bosman; Hossein Baharvand

doi:10.3791/54276

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Article de méthode

Production à grande échelle de cardiomyocytes à partir pluripotentes humaines cellules souches en utilisant un petit protocole Différenciation Molecule-Based hautement reproductible

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DOI :

10.3791/54276

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25 juillet 2016

Hananeh Fonoudi^*¹^,²^,³^,⁸ , Hassan Ansari^*¹^,⁸ , Saeed Abbasalizadeh¹ , Gillian M Blue⁶^,⁷ , Nasser Aghdami¹ , David S Winlaw⁶^,⁷ , Richard P Harvey²^,³^,⁴ , Alexis Bosman^*²^,³ , Hossein Baharvand^*¹^,⁵

¹Department of Stem Cells and Developmental Biology, Cell Science Research Center, Royan Institute for Stem Cell Biology and Technology, ACECR, ²Developmental and Stem Cell Biology Division, Victor Chang Cardiac Research Institute, ³St. Vincent´s Clinical School, Faculty of Medicine, University of New South Wales, ⁴School of Biotechnology and Biomolecular Sciences, University of New South Wales, ⁵Department of Developmental Biology, University of Science and Culture, ⁶Heart Centre for Children, The Children´s Hospital at Westmead, ⁷Sydney Medical School, University of Sydney, ⁸Department of Developmental Biology, University of Science and Culture, Tehran, Iran

^* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Ici, nous présentons un protocole de différenciation des cardiomyocytes robuste, rapide et évolutif pour les cellules souches pluripotentes humaines (hPSC). Les cardiomyocytes dérivés à l’aide de cette méthode à grande échelle peuvent fournir un nombre suffisant de cellules pour leur utilisation efficace dans la modélisation des maladies cardiovasculaires humaines, le criblage de médicaments à haut débit et potentiellement des applications cliniques.

Résumé

Maximiser le bénéfice de cellules souches pluripotentes humaines (hPSCs) pour la recherche, la modélisation des maladies, des produits pharmaceutiques et des applications cliniques nécessite des méthodes robustes pour la production à grande échelle de types de cellules fonctionnelles, y compris les cardiomyocytes. Ici, nous démontrons que la manipulation temporelle de WNT, le TGF-β, et les voies de signalisation SHH conduit à des lignes HPSC différenciation des cardiomyocytes très efficace de cellule unique à des passages à la fois la suspension statique et les systèmes de suspension de bioréacteurs agités. Employant cette stratégie a donné lieu à ~ 100% battant sphéroïdes, contenant toujours> 80% de troponine cardiaque des cellules T positives après 15 jours de culture, validés sur plusieurs lignes HPSC. Nous présentons également une variante de ce protocole d'utilisation avec des lignées cellulaires actuellement pas adaptés aux passages à cellule unique, dont le succès a été vérifiée dans 42 lignes HPSC. Cardiomyocytes générés en utilisant ces protocoles expriment des marqueurs spécifiques de la lignée et spectacle attendu electrophysfonctionnalités siologiques. Notre protocole présente une plate-forme simple, robuste et efficace pour la production à grande échelle de cardiomyocytes humains.

Introduction

Les cellules humaines pluripotentes de troncs (hPSCs), y compris les cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) et induites des cellules souches pluripotentes (de hiPSCs), ont la capacité d'auto-renouvellement et la capacité de se différencier en cellules des trois couches germinales embryonnaires ^1,2. En raison de ces caractéristiques, hPSCs fournissent une source précieuse et illimité pour la production de génération et évolutive de types de cellules pathologiques pertinentes pour la modélisation de la maladie humaine ^3-5, pour criblage à haut débit de la drogue et de toxicité des essais ^6,7 et potentiellement pour des appli....