Questo protocollo descrive una metodologia per isolare e identificare le cellule staminali mesenchimali (MSC) derivate dal tessuto adiposo da ratti Sprague Dawley.
Articolo metodologico
Questo protocollo descrive una metodologia per isolare e identificare le cellule staminali mesenchimali (MSC) derivate dal tessuto adiposo da ratti Sprague Dawley.
Le cellule mesenchimali adulte hanno rivoluzionato la biologia molecolare e cellulare negli ultimi decenni. Possono differenziarsi in diversi tipi di cellule specializzate, oltre alla loro grande capacità di auto-rinnovamento, migrazione e proliferazione. Il tessuto adiposo è una delle fonti meno invasive e più accessibili di cellule mesenchimali. È stato anche segnalato per avere rese più elevate rispetto ad altre fonti, così come proprietà immunomodulatorie superiori. Recentemente sono state pubblicate diverse procedure per ottenere cellule mesenchimali adulte da diverse fonti tissutali e specie animali. Dopo aver valutato i criteri di alcuni autori, abbiamo standardizzato una metodologia applicabile a scopi diversi e facilmente riproducibile. Un pool di frazione vascolare stromale (SVF) proveniente da tessuto adiposo perirenale ed epididimo ci ha permesso di sviluppare colture primarie con morfologia e funzionalità ottimali. Le cellule sono state osservate aderire alla superficie plastica per 24 ore e hanno mostrato una morfologia simile ai fibroblasti, con prolungamenti e tendenza a formare colonie. Sono state utilizzate tecniche di citometria a flusso (FC) e immunofluorescenza (IF) per valutare l'espressione dei marcatori di membrana CD105, CD9, CD63, CD31 e CD34. La capacità delle cellule staminali derivate dal tessuto adiposo (ASC) di differenziarsi nella linea adipogena è stata valutata anche utilizzando un cocktail di fattori (4 μM di insulina, 0,5 mM di 3-metil-iso-butil-xantina e 1 μM di desametasone). Dopo 48 ore, è stata osservata una graduale perdita della morfologia fibroblastoide e, a 12 giorni, è stata confermata la presenza di goccioline lipidiche positive alla colorazione rosso olio. In sintesi, viene proposta una procedura per ottenere colture ASC ottimali e funzionali per l'applicazione in medicina rigenerativa.
Le cellule staminali mesenchimali (MSC) hanno fortemente influenzato la medicina rigenerativa grazie alla loro elevata capacità di auto-rinnovamento, proliferazione, migrazione e differenziazione in diverse linee cellulari 1,2. Attualmente, una grande quantità di ricerca si sta concentrando sul loro potenziale per il trattamento e la diagnosi di varie malattie.
Esistono diverse fonti di cellule mesenchimali: midollo osseo, muscolo scheletrico, liquido amniotico, follicoli piliferi, placenta e tessuto adiposo, tra gli altri. Sono ottenuti da diverse specie, tra cui esseri umani, topi, ratti, cani e cavalli3. Le MSC derivate dal midollo osseo (BMSC) sono state utilizzate per molti anni come fonte importante di cellule staminali nella medicina rigenerativa e come alternativa all'uso di cellule staminali embrionali4. Tuttavia, le MSC di derivazione adiposa, o cellule staminali derivate dal tessuto adiposo (ASC), sono un'alternativa importante con grandi vantaggi grazie alla loro facilità di raccolta e isolamento, nonché alla resa di cellule ottenute per grammo di tessuto adiposo 5,6. È stato riportato che il tasso di raccolta degli ASC è generalmente superiore a quello dei BMSC7. Inizialmente è stato proposto che la capacità riparativa/rigenerativa delle ASC fosse dovuta alla loro capacità di differenziarsi in altre linee cellulari8. Tuttavia, la ricerca negli ultimi anni ha rafforzato il ruolo primario dei fattori paracrini rilasciati dalle ASC nel loro potenziale riparativo 9,10.
Il tessuto adiposo (AT), oltre ad essere una riserva energetica, interagisce con i sistemi endocrino, nervoso e cardiovascolare. È anche coinvolto nella crescita e nello sviluppo postnatale, nel mantenimento dell'omeostasi dei tessuti, nella riparazione e nella rigenerazione dei tessuti. L'AT è composto da adipociti, cellule muscolari lisce vascolari, cellule endoteliali, fibroblasti, monociti, macrofagi, linfociti, preadipociti e ASC. Questi ultimi hanno un ruolo importante nella medicina rigenerativa a causa della loro bassa immunogenicità11,12. Le ASC possono essere ottenute mediante digestione enzimatica e lavorazione meccanica o mediante espianti di tessuto adiposo. Le colture primarie di ASC sono facili da mantenere, coltivare ed espandere. La caratterizzazione fenotipica delle ASC è essenziale per verificare l'identità delle cellule valutando l'espressione di specifici marcatori di membrana utilizzando metodi quali l'immunofluorescenza e la citometria a flusso13. L'International Federation for Adipose Therapeutics and Science (IFATS) e l'International Society for Cellular Therapy (ISCT) hanno definito che le ASC esprimono CD73, CD90 e CD105, mentre mancano dell'espressione di CD11b, CD14, CD19, CD45 e HLA-DR14. Questi marcatori, sia positivi che negativi, sono quindi considerati affidabili per la caratterizzazione delle ASC.
Questo progetto si è concentrato sulla descrizione di una procedura per l'isolamento e l'identificazione di cellule mesenchimali adulte estratte dall'AT dei ratti, poiché questa fonte di cellule non presenta sfide etiche, a differenza delle cellule staminali embrionali. Ciò consolida la procedura come un'opzione praticabile a causa della facilità di accesso e del metodo minimamente invasivo rispetto alle cellule staminali derivate dal midollo osseo.
Le cellule mesenchimali provenienti da questa fonte tissutale hanno un ruolo importante nella medicina rigenerativa a causa delle loro capacità immunomodulatorie e del basso rigetto immunitario. Pertanto, il presente studio è una parte fondamentale della ricerca futura sul loro secretoma e sulla loro applicazione come terapia rigenerativa in diverse malattie, comprese le malattie metaboliche come il diabete.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Tutte le procedure sperimentali sono state eseguite seguendo le linee guida messicane per la cura degli animali, basate sulle raccomandazioni dell'Associazione per la valutazione e l'accreditamento della cura degli animali da laboratorio internazionale (Norma Oficial Mexicana NOM-062-200-1999, Messico). Il protocollo è stato rivisto, approvato e registrato dal Comitato etico per la ricerca sanitaria dell'Instituto Mexicano del Seguro Social (R-2021-785-092).
1. Rimozione del tessuto adiposo dai ratti mediante resezione chirurgica
2. Isolamento di cellule mesenchimali dal tessuto adiposo
3. Mantenimento ed espansione delle colture primarie ASC
4. Caratterizzazione morfologica di colture primarie ASC
5. Marcatori di espressione di ASCs mediante immunofluorescenza
6. Marcatori di espressione di ASCs mediante citometria a flusso
7. Differenziazione delle ASC nella linea adipogena
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Il tessuto adiposo è stato ottenuto da ratti adulti Sprague Dawley di età compresa tra 3 e 4 mesi e con un peso corporeo di 401 ± 41 g (media geometrica ± DS). Un valore medio di 3,8 g di tessuto adiposo epididimo e perirenale corrispondeva all'analisi di 15 estrazioni sperimentali. Dopo 24 ore di coltura, le popolazioni cellulari sono rimaste aderenti alla superficie plastica e hanno mostrato una morfologia eterogenea. Il primo passaggio è stato realizzato a 8 ± 2 giorni, con una resa di 1,4 ± 0,6 x 106 celle...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Negli ultimi quattro decenni dalla scoperta delle MSC, diversi gruppi di ricercatori hanno descritto procedure per ottenere MSC da diversi tessuti e specie. Uno dei vantaggi dell'utilizzo dei ratti come modello animale è la loro facile manutenzione e il rapido sviluppo, nonché la facilità di ottenere MSC dal tessuto adiposo. Diverse fonti tissutali sono state descritte per ottenere ASC, come il grasso viscerale, perirenale, epididimico e sottocutaneo 12,13,14,15,16.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Gli autori dichiarano di non avere alcun conflitto di interessi.
Gli autori sono grati all'Istituto messicano di sicurezza sociale (IMSS) e all'ospedale pediatrico del Messico, Federico Gomez (HIMFG) e allo staff Bioterio del Coordinamento della ricerca IMSS, per il supporto dato alla realizzazione di questo progetto. Ringraziamo il Consiglio Nazionale della Scienza e della Tecnologia per la borsa di studio AOC (815290) e Antonio Duarte Reyes per il supporto tecnico nel materiale audiovisivo.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Amfotericina B | HyClone | SV30078.01 | |
| Bilancia analitica | Sartorius | AX224 | |
| Anticorpo anti-CD9 (C-4) | Santa Cruz | Sc-13118 | |
| Anticorpo anti-CD34 (C-18) | Santa Cruz | Sc-7045 | |
| Anticorpo anti-C63 | Santa Cruz | Sc-5275 | |
| Anticorpo anti-Endoglin/CD105 (P3D1) Alexa Fluor 594 | Santa Cruz | Sc-18838A594 | |
| Anticorpo anti-CD31/PECM-1 Alexa Fluor 680 | Santa Cruz | Sc-18916AF680 | |
| Anticorpo Capra anti-rabbia IgG (H+L) Cy3 | Novus | NB 120-6939 | |
| Anticorpo Asino anti-capra IgG (H+L) DyLight 550 | Invitrogen | SA5-10087 | |
| Anticorpo anti-topo IgG FITC capra coniugata F (ab´) | Sistemi RD. | No. F103B | |
| Filtro per flaconi Sterile | CORNING | 10718003 | |
| Fiasche per colture cellulari e tissutali | BIOFIL | 170718-312B | |
| Contatore di cellule Ematocitometro a linea chiara con vetrini per camera di conteggio delle cellule | SIGMA Aldrich | Z359629 | |
| Pozzetti per cellule: 6 pozzetti con coperchio | CORNING | 25810 | |
| Provette | coniche per centrifugaHeTTICH | ROTANA460R | |
| Provette per centrifuga eppendorf | Fischer Scientific | M0018242_44797 | |
| Collagen IV | Worthington | LS004186 | |
| Cryovial | SPL Life Science | 43112 | |
| Provette per coltura | Greiner Bio-One | 191180 | |
| CytExpert 2.0 | Beckman Coulter | Versione | |
| Citometro CytoFlex LX | Beckman Coulter | FLOW-2463VID03.17 | |
| DMEM | GIBCO | 31600-034 | |
| DMSO | SIGMA Aldrich | 67-68-5 | |
| DraQ7 Dye | Thermo Sc. | D15106 | |
| EDTA | SIGMA Aldrich | 60-00-4 | |
| Eosina giallastra | Hycel | 300 | |
| Etanolo 96% | Baker | 64-17-5 | |
| Provette Falcon 15 mL | Greiner Bio-One | 188271 | |
| Provette Falcon 50 mL | Greiner Bio-One | 227261 | |
| Siero fetale bovino | CORNING | 35-010-CV | |
| Gelatina | SIGMA Aldrich | 128111163 | |
| Gentamicina | GIBCO | 15750045 | |
| Glicerina-Alta Purezza | Herschi Trading | 56-81-5 | |
| Ematossilina | AMRESCO | 0701-25G | |
| Heracell 240i CO2 Incubatore | Thermo Sc. | ||
| Ketamin Pet (ketamina cloridrate) | Aranda | SV057430 | |
| L-Glutammina | GIBCO / Thermo Sc. | 25030-081 | |
| Software LSM Zen 2009 V5.5 | Versione | ||
| Cabina di sicurezza biologica Classe II | NuAire | 12082100801 | |
| Microscopio epifluorescente | Zeiss Axiovert 100M | 21.0028.001 | |
| Microscopio invertito | Olympus CK40 | CK40-G100 | |
| Aminoacidi non essenziali 100X | GIBCO | 11140050 | |
| Microprovette 2 mL | Sarstedt | 72695400 | |
| Microprovette 1,5 mL | Sarstedt | 72706400 | |
| Micropipette 0,2-2 μ L | Finnpipette | E97743 | |
| Micropipette 2-20 μ L | Finnpipette | F54167 | |
| Micropipette 20-200 μ L | Finnpipette | G32419 | |
| Micropipette 100-1000 μ L | Finnpipette | FJ39895 | |
| Serbatoio di azoto liquido | Taylor-Wharton | 681-021-06 | |
| Paraformaldeide | SIGMA Aldrich | SLBC3029V | |
| Penicillina / Streptomicina | GIBCO / Thermo Sc. | ||
| Piastra di Petri Coltura cellulare | CORNING Inc | 480167 | |
| Pipet Tips | Axygen Scientific | 301-03-201 | |
| Pisabental (pentobarbital sodico) | PISA Agropecuaria | Q-7833-215 | |
| Cloruro di potassio | J.T.Baker | 7447-40-7 | |
| Fosfato di potassio bibasico | J.T Baker | 2139900 | |
| S1 Pipette Filler | Thermo Sc | 9531 | |
| Pipetta sierologica 5 mL | PYREX | L010005 | |
| Pipetta sierologica 10 mL | PYREX | L010010 | |
| Bicarbonato di sodio | J.T Baker | 144-55-8 | |
| Cloruro di sodio | J.T.Baker | 15368426 | |
| Fosfato di sodio bibasico anidro | J.T Baker | 7558-79-4 | |
| Piruvato di sodio | GIBCO BRL | 11840-048 | |
| Filtro per siringa Sterile | CORNING | 431222 | |
| Spettrofotometro | PerkinElmer Lambda 25 | L6020060 | |
| Agitatore per piastre per titoli | LAB-LINE | 1250 | |
| Pipette di trasferimento | Samco/Thermo Sc | 728NL | |
| Trypan Blue colorante | GIBCO | 1198566 | |
| tripsina dal pancreas suino | SIGMA Aldrich | 102H0234 | |
| Tween 20 | SIGMA Aldrich | 9005-64-5 | |
| Reagente bloccante universale 10x | BioGenex | HK085-GP | |
| Xilapet 2% (xilazina cloridrato) | Pet' s Pharma | Q-7972-025 |
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Richiedi il permesso di riutilizzare il testo o le figure di questo articolo JoVE
Richiedi permesso