Identification et analyse de progéniteurs myogéniques in vivo au cours d’une lésion aiguë des muscles squelettiques par cytométrie de masse unicellulaire de grande dimension

Stig Henrik Andersen; Troels Rønn Kjær; Kedar Ghimire; Ermelinda Porpiglia

doi:10.3791/65944

Un abonnement JoVE est requis pour visualiser ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre période d'essai gratuite.

Article de méthode

Identification et analyse de progéniteurs myogéniques in vivo au cours d’une lésion aiguë des muscles squelettiques par cytométrie de masse unicellulaire de grande dimension

1.9K vues

⸱

DOI :

10.3791/65944

⸱

1 décembre 2023

Stig Henrik Andersen¹ , Troels Rønn Kjær¹ , Kedar Ghimire¹ , Ermelinda Porpiglia¹^,²

¹Department of Biomedicine, Aarhus University, ²Aarhus Institute of Advanced Studies, Aarhus University

Dans cet article

Résumé

Le protocole présenté ici permet l’identification et l’analyse de haute dimension des cellules souches musculaires et progénitrices par cytométrie de masse unicellulaire et leur purification par FACS pour des études approfondies de leur fonction. Cette approche peut être appliquée pour étudier la dynamique de régénération dans des modèles de maladies et tester l’efficacité d’interventions pharmacologiques.

Résumé

La régénération des muscles squelettiques est un processus dynamique piloté par les cellules souches musculaires adultes et leur progéniture. La plupart du temps au repos à l’état d’équilibre, les cellules souches musculaires adultes s’activent lors d’une lésion musculaire. Après l’activation, ils prolifèrent et la plupart de leur progéniture se différencie pour générer des cellules musculaires compétentes en matière de fusion, tandis que le reste s’auto-renouvelle pour reconstituer le pool de cellules souches. Alors que l’identité des cellules souches musculaires a été définie il y a plus d’une décennie, sur la base de la co-expression de marqueurs de surface cellulaire, les progéniteurs myogéniques n’ont été identifiés que récemment à l’aide d’approches unicellulaires de grande dimension. Ici, nous présentons une méthode de cytométrie de masse unicellulaire (cytométrie par temps de vol [CyTOF]) pour analyser les cellules souches et les cellules progénitrices dans les lésions musculaires aiguës afin de résoudre la dynamique cellulaire et moléculaire qui se déroule pendant la régénération musculaire. Cette approche est basée sur la détection simultanée de nouveaux marqueurs de surface cellulaire et de facteurs clés de transcription myogénique dont l’expression dynamique permet l’identification de cellules souches activées et de populations de cellules progénitrices qui représentent des jalons de la myogenèse. Il est important de noter qu’une stratégie de tri basée sur la détection des marqueurs de surface cellulaire CD9 et CD104 est décrite, permettant l’isolement prospectif des cellules souches musculaires et des cellules progénitrices à l’aide du tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) pour des études approfondies de leur fonction. Les cellules progénitrices musculaires constituent un chaînon manquant essentiel pour étudier le contrôle du destin des cellules souches musculaires, identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour les maladies musculaires et développer des applications de thérapie cellulaire pour la médecine régénérative. L’approche présentée ici peut être appliquée à l’étude des cellules souches musculaires et des cellules progénitrices in vivo en réponse à des perturbations, telles que des interventions pharmacologiques ciblant des voies de signalisation spécifiques. Il peut également être utilisé pour étudier la dynamique des cellules souches musculaires et des cellules progénitrices dans des modèles animaux de maladies musculaires, faisant progresser notre compréhension des maladies des cellules souches et accélérant le développement de thérapies.

Introduction

Le muscle squelettique constitue le plus grand tissu en masse du corps et régule de multiples fonctions, de la vue à la respiration, de la posture au mouvement, ainsi que le métabolisme¹. Par conséquent, le maintien de l’intégrité et de la fonction des muscles squelettiques est essentiel à la santé. Le tissu musculaire squelettique, qui se compose de faisceaux serrés de myofibres multinucléées entourés d’un réseau complexe de nerfs et de vaisseaux sanguins, présente un potentiel de régénération remarquable ^1,2.

Les principaux....