W przeciwieństwie do przeprogramowania komórek somatycznych na indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC), które z kolei są obdarzone mnóstwem potencjałów różnicowania, bezpośrednie przeprogramowanie ma na celu prostą konwersję jednego konkretnego typu komórki na inny. Jeśli chodzi o ich zastosowanie w kontekście modelowania chorób i potencjalnych terapii komórkowych, oba podejścia do przeprogramowywania mają określone zalety i wady. Przeprogramowanie na iPSC (i) zapewnia praktycznie nieskończone źródło komórek; (ii) pozwala na inżynierię genetyczną; (iii) obdarza niemal nieograniczonym potencjałem różnicowania. Jednak główne wady iPSC wiążą się z ryzykiem rakotwórczości niezróżnicowanych komórek (powstawanie potworniaków in vivo) oraz koniecznością hodowli ex vivo, a następnie przeszczepiania, jeśli komórki te mają być wykorzystywane w terapiach komórkowych. I odwrotnie, bezpośrednie przeprogramowanie linii jest ograniczone przez niższą wydajność pożądanych komórek, która jest bezpośrednio skorelowana z liczbą komórek docelowych w populacji wyjściowej, ale ma tę zaletę, że komórki przeprogramowane przez linię wydają się nie wykazywać ryzyka rakotwórczego po przeszczepieniu1,2; Co więcej, bezpośrednie przeprogramowanie można osiągnąć nawet in situ, tj. w narządzie, w którym komórki te byłyby wymagane, unikając w ten sposób konieczności przeszczepu.
Mając to na uwadze, nasze laboratorium badało możliwość przeprogramowania komórek rezydujących w mózgu na iNs jako nowatorskie podejście do terapii chorób neurodegeneracyjnych opartych na komórkach. Komórki rezydujące w mózgu, które mogą być potencjalnie uważane za cele komórkowe do przeprogramowania linii, obejmują różne typy makrogleju (astrocyty, komórki NG2 i oligodendrocyty), mikroglej i komórki związane z mikronaczyniami (komórki śródbłonka i perycyty). Dokładnie badaliśmy potencjał przeprogramowania in vitro astrogleju kory mózgowej myszy we wczesnym okresie postnatalnym3-5. W poszukiwaniu podobnie odpowiednich źródeł komórek do bezpośredniego przeprogramowania linii w mózgu dorosłego człowieka, natknęliśmy się na populację komórek, które można z powodzeniem przeprogramować na iN i wykazywać cechy charakterystyczne dla perycytów. Tutaj opisujemy protokół, w jaki sposób pobrać te komórki z biopsji mózgu dorosłego człowieka, aby rozszerzyć i wzbogacić te komórki in vitro, a na koniec skutecznie przeprogramować znaczną część tych rozszerzonych komórek in vitro (w zakresie 25-30%) na iNs. Przeprogramowanie można osiągnąć poprzez jednoczesną koekspresję dwóch czynników transkrypcyjnych, sox2 i ascl1, w której pośredniczy retrowirus. Stwierdzono, że te PdiN nabywają zdolność do powtarzalnego wystrzeliwania potencjału czynnościowego i służą jako cele synaptyczne dla innych neuronów, co wskazuje na ich zdolność do integracji z sieciami neuronowymi. Nasz protokół zapewnia prostą procedurę izolacji i konwersji linii perycytów mózgu dorosłego człowieka do iNs.