Produzione su larga scala dei cardiomiociti da cellule staminali umane pluripotenti usando un altamente riproducibile piccole molecole-Based Differenziazione protocollo

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

Articolo metodologico

Produzione su larga scala dei cardiomiociti da cellule staminali umane pluripotenti usando un altamente riproducibile piccole molecole-Based Differenziazione protocollo

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DOI:

10.3791/54276

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25 luglio 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

In questo articolo

Sommario

Qui, presentiamo un protocollo di differenziazione dei cardiomiociti robusto, veloce e scalabile per cellule staminali pluripotenti umane (hPSC). I cardiomiociti derivati utilizzando questo metodo su larga scala possono fornire un numero sufficiente di cellule per il loro uso efficace nella modellazione delle malattie cardiovascolari umane, nello screening di farmaci ad alto rendimento e potenzialmente in applicazioni cliniche.

Abstract

Massimizzare il vantaggio di cellule staminali umane pluripotenti (hPSCs) per la ricerca, la modellazione della malattia, farmaceutica e applicazioni cliniche richiede metodi affidabili per la produzione su larga scala di tipi di cellule funzionali, tra cui cardiomiociti. Qui mostriamo che la manipolazione temporale del WNT, TGF-β, e SHH vie di segnalazione porta a linee HPSC altamente efficiente cardiomiociti differenziazione di cella singola diversi passaggi sia in sospensione statica e sistemi di sospensione bioreattori agitati. Utilizzando questa strategia ha comportato ~ 100% battendo sferoidi, contenente costantemente> 80% delle cellule T-positivi di troponina cardiaca dopo 15 giorni di coltura, convalidati in più righe HPSC. Riportiamo anche una variazione di questo protocollo per l'uso con linee cellulari attualmente non adeguate alle passaging cella singola, il cui successo è stata verificata in 42 linee HPSC. Cardiomiociti generati utilizzando questi protocolli esprimono marcatori specifici per lignaggio e spettacolo previsto electrophysfunzionalità iological. Il nostro protocollo presenta una piattaforma semplice, efficiente e robusto per la produzione su larga scala di cardiomiociti umani.

Introduzione

Le cellule umane pluripotenti staminali (hPSCs), comprese le cellule staminali embrionali umane (hESC) e le cellule staminali pluripotenti indotte (hiPSCs), hanno la capacità di auto-rinnovamento e la capacità di differenziarsi in cellule dei tre strati germinali embrionali ^1,2. Grazie a queste caratteristiche, hPSCs forniscono una fonte preziosa e illimitato per la generazione e scalabile produzione di tipi di cellule malattie rilevanti per la modellazione di malattie umane ^3-5, per high-throughput screening di stupefacenti e di tossicità saggi ^6,7 e potenzialmente per le applicazioni cliniche ⁸ . Generazione di cardiomioc....