Il protocollo proposto qui descritto come generare cluster tridimensionali di myofibers contrattili (myospheres) direttamente da hESCs. La strategia proposta ha il potenziale senza precedenti e straordinaria per produrre mini muscoli in sospensione che può essere adatto come "malattia in un piatto" modello per entrambi i saggi di screening e studi di sviluppo. Inoltre, il metodo per generare myospheres da hESCs è semplice e non richiede alcun passo-FACS cernita durante la differenziazione, che tipicamente ha un impatto negativo sulla resa di cellule recuperate. Inoltre, una procedura di ordinamento durante la differenziazione interferirebbe con l'aggregazione in quanto implica una dissociazione della EB in cellule singole.
Il metodo proposto si basa sulla Riprogrammare epigenetico di hESC con fattori specifici, MyoD e BaAF60C, che non sono espressi nelle cellule staminali embrionali pluripotenti. MyoD e BAF60C forniscono il "core" della proteina complessa tha segni loci genomico da cui trascrizione procede per attivare il programma miogenico scheletrico. I due fattori sono trasportati alle cellule mediante infezioni lentivirali ed è quindi indispensabile avere una elevata efficienza di infezione di entrambi i fattori in tutte le cellule. Ciò può essere ottenuto utilizzando virus alto titolo o virus dotati di marcatori di selezione. Condizioni di coltura svolgono un ruolo importante per ottimizzare l'entità del differenziamento miogenico. Proponiamo un protocollo di differenziazione basata siero per la differenziazione dei MyoD/BAF60C esprimere hESC in gruppi di precursori miogenici, seguita da incubazione in terreno definito privo di siero (contenente insulina transferrina - ITS) per ottenere la conversione dei precursori miogenici in miotubi scheletrici. Tuttavia, è possibile che altri media definito può raggiungere un differenziamento miogenico uguale o migliore. Una limitazione corrente del protocollo è che si basa sull'utilizzo di siero bovino fetale, che, oltre a contenereing molte proteine animali e sostanze, mostra lotto a lotto variazioni. Ciò può comportare una minore efficienza o eterogeneità della conversione miogena all'interno myospheres. Di nota, non tutte le strutture EB-come derivati da BAF60/MyoD-expressing hESCs sono myospheres; vale a dire, alcuni sono aggregati EB-like completamente composti da miofibre. Il numero di myospheres normalmente derivati da hESCs BAF60C esprimenti MyoD e può variare dal 30 al 60% come stimato dalla immunoistochimica su sezioni EB effettuate alla fine del protocollo (vedi Risultati). Un approccio potenziale per arricchire un piatto di coltura per soli myospheres sarebbe quella di utilizzare un giornalista miogenico. Ciò faciliterebbe scartando i grappoli EB-come parzialmente o non differenziati e selezionando solo i myospheres.
Infine, una migliore comprensione dei meccanismi sottostanti i requisiti temporali dei fattori introdotte sarebbe utile per migliorare il metodo di consegna. Ad esempio, se BAF60C e MyoD sono richieste solo per shtempo Ort a "calcio" le cellule nella giusta direzione, potrebbe essere applicato metodi basati sulla consegna mRNA modificato. Per contro, se sono richiesti i fattori per un tempo più lungo prima che le cellule sfruttano le proteine endogene, un approccio episomale sarebbe consigliabile eliminare la variabilità ed effetti incontrollato dovuto a integrazione nel genoma. Infine, notiamo che è obbligatorio esprimere BAF60C prima o nello stesso tempo come MyoD (mai dopo) per ottenere la conversione hESC nei muscoli scheletrici. L'obbligo di previa espressione di BAF60C si basa probabilmente sul suo ruolo nella pre-impostazione del paesaggio epigenetico per una corretta distribuzione MyoD cromatina attraverso il genoma 6,15. Come tale, i futuri protocolli potrebbero essere migliorate composti o altre manipolazioni che promuovono l'espressione BAF60C in hESCs.