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I CEC e gli EEC differiscono per origine, marcatori e funzioni, e quindi potrebbero svolgere ruoli unici nello sviluppo e nella malattia. I protocolli esistenti per l'isolamento delle cellule endotemili sono limitati ai tessuti macrovascolari, trascurando la raccolta delle EEC, limitando così lo studio delle funzioni specifiche della CEC e della CEE. È essenziale isolare e studiare queste due popolazioni in modo indipendente, in quanto questa conoscenza fornirebbe un riferimento per la differenziazione degli iPSC in CEC e EEC per studi futuri e faciliterebbe l'esame di queste due popolazioni cellulari per potenziali bersagli terapeutici per varie malattie cardiache. Questo nuovo protocollo delinea un metodo per l'isolamento degli EEC dalla superficie interna e dai CEC dalla superficie esterna della parete libera ventricolare dei ratti adulti.
È fondamentale controllare i tempi per ogni passaggio in modo molto preciso in questo protocollo. Poiché il numero di EEC è molto limitato nel tessuto cracoitale del ratto, abbiamo ridotto al minimo il tempo di digestione dello strato interno del cuore per prevenire danni cellulari e, cosa più importante, la contaminazione da CEC. L'aggiunta immediata della soluzione media CE per porre fine alla reazione enzimatica è anche molto importante per mantenere un'elevata vitalità cellulare. Un pellet rosso che segue la raccolta cellulare suggerisce la presenza di un gran numero di RBC. Utilizzando l'attuale protocollo, siamo stati in grado di isolare 105 EEC da sei cuori di ratto. Queste cellule potrebbero essere semiate su un piatto di coltura cellulare per un'ulteriore espansione e caratterizzazione.
Durante la preparazione del tessuto per la raccolta della parete libera, il cuore è stato lavato con HBSS per rimuovere la maggior parte degli RBC rimanenti. La composizione del tampone di digestione garantisce una sufficiente liberazione delle cellule endoteliali, dove l'enzima di digestione liberato rimuove il tessuto delle cellule esposte, DNase I elimina il DNA dalle cellule morte per promuovere il distacco cellulare che può essere inibito dalla qualità adesiva del DNA, il buffer HEPES bilancia il pH e il DMEM è un mezzo basale modificato con una maggiore concentrazione di aminoacidi e vitamine per una migliore manutenzione cellulare e contiene il calcio necessario per attivare la liberazione.
Secondo il sequenziamento dell'RNA a singola cellula (scRNA-seq) ottenuto sia dall'uomo15 che dal cuore di topo10, sono stati riportati diversi marcatori attribuiti a specifiche popolazioni CE. Abbiamo selezionato alcuni dei geni più arricchiti per esaminare la purezza delle EEC isolate (ad esempio, Npr3, Cdh11e Hapln1) e EEC (ad esempio, Mgll, Fabp4e Cd36). In relazione ai marcatori β-Actin, Npr3, Cdh11e Hapln1 hanno dimostrato un aumento dell'espressione negli EEC rispetto ai CEC. Analogamente, l'espressione dei marcatori Mgll, Fabp4e Cd36 era maggiore nei CEC rispetto agli EEC. I marcatori espressi in modo univoco per ogni campione sono in accordo con i marcatori caratteristici rispettivamente degli EEC e dei CEC, che indicano un isolamento riuscito.
Tuttavia, l'attuale protocollo non può escludere la contaminazione incrociata tra le due popolazioni della CE durante l'isolamento, anche con digestione sequenziali attentamente controllate. Pertanto, alcuni marcatori di superficie cellulare possono essere applicati per un'ulteriore purificazione. Ad esempio, NPR3 generalmente etichetta l'endocardio10, mentre APJ può tracciare la maggior parte dei CEC16. Poiché questi due marcatori sono espressi sulla superficie cellulare, potrebbero essere utilizzati per lo smistamento delle cellule attivate dalla fluorescenza (FACS) e gli anticorpi utilizzati per purificare ulteriormente le popolazioni CE distinte. Inoltre, l'uomo15 e il topo10 cardiaco scRNA-seq possono confermare l'arricchimento di Npr3 nei CES, e Cd36 può essere potenzialmente utilizzato per la purificazione della CEC.
In conclusione, il protocollo presentato delinea l'isolamento indipendente delle EEC e dei CEC dal cuore del ratto. L'identificazione completa delle proprietà cellulari, abilitata dall'isolamento cellulare, può essere utilizzata per applicazioni a valle significative.