Isolement et reprogrammation neuronale directe des astrocytes de souris

Bob A. Hersbach; Tatiana Simon; Giacomo Masserdotti

doi:10.3791/64175

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Article de méthode

Isolement et reprogrammation neuronale directe des astrocytes de souris

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DOI :

10.3791/64175

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7 juillet 2022

Bob A. Hersbach¹^,²^,³ , Tatiana Simon² , Giacomo Masserdotti¹^,²

¹Institute of Stem Cell Research, Helmholtz Zentrum München, German Research Center for Environmental Health, ²Department of Physiological Genomics, Biomedical Center Munich, Ludwig-Maximilians University, ³Graduate School of Systemic Neurosciences, BioCenter, Ludwig-Maximilians University

Dans cet article

Résumé

Nous décrivons ici un protocole détaillé pour générer des cultures hautement enrichies d’astrocytes dérivés de différentes régions du système nerveux central de souris postnatales et leur conversion directe en neurones fonctionnels par l’expression forcée de facteurs de transcription.

Résumé

La reprogrammation neuronale directe est une approche puissante pour générer des neurones fonctionnels à partir de différentes populations de cellules de départ sans passer par des intermédiaires multipotents. Cette technique est non seulement très prometteuse dans le domaine de la modélisation des maladies, car elle permet de convertir, par exemple, les fibroblastes pour les patients souffrant de maladies neurodégénératives en neurones, mais représente également une alternative prometteuse pour les thérapies de remplacement cellulaires. Dans ce contexte, une percée scientifique majeure a été la démonstration que des cellules non neurales différenciées dans le système nerveux central, telles que les astrocytes, pouvaient être converties en neurones fonctionnels in vitro. Depuis lors, la reprogrammation directe in vitro des astrocytes en neurones a fourni des informations substantielles sur les mécanismes moléculaires sous-jacents à la conversion forcée de l’identité et les obstacles qui empêchent une reprogrammation efficace. Cependant, les résultats d’expériences in vitro réalisées dans différents laboratoires sont difficiles à comparer en raison des différences dans les méthodes utilisées pour isoler, cultiver et reprogrammer les astrocytes. Ici, nous décrivons un protocole détaillé pour isoler et cultiver de manière fiable des astrocytes de haute pureté provenant de différentes régions du système nerveux central de souris à des âges postnatals via le tri de cellules magnétiques. De plus, nous fournissons des protocoles pour reprogrammer les astrocytes cultivés en neurones par transduction virale ou transfection de l’ADN. Ce protocole rationalisé et standardisé peut être utilisé pour étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents au maintien de l’identité cellulaire, à l’établissement d’une nouvelle identité neuronale, ainsi qu’à la génération de sous-types neuronaux spécifiques et à leurs propriétés fonctionnelles.

Introduction

Le système nerveux central (SNC) des mammifères est très complexe, composé de centaines de types cellulaires différents, y compris un grand nombre de sous-types neuronaux différents 1,2,3,4,5,6. Contrairement à d’autres organes ou tissus ^7,8,9, le SNC des mammifères a une capacité de régénération très limitée; La perte neuronale à la suite d’un traumatisme crânien ou d’une neurodé....