$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
As células da crista neural craniana (CNCC) são uma população de células-tronco que surge na parte mais anterior do embrião em desenvolvimento, na fronteira entre a placa neural e o ectoderma de superfície1. O CNCC então sofre uma transição epitelial para mesenquimal (EMT), delamina do neuroepitélio e migra dorsoventralmente para vários locais do embrião, onde se diferenciam em uma ampla variedade de tipos de células2. O estudo dessa população celular é de grande interesse, pois possui uma plasticidade notável3 e a capacidade única de se diferenciar em derivados ectodérmicos e mesenquimais, como ossos e cartilagens craniofaciais4. Embora os CNCC sejam relativamente acessíveis no embrião, eles são uma população transitória com baixo número de células, dificultando a realização de estudos mecanísticos sistêmicos in vivo. As linhagens celulares CNCC foram isoladas e caracterizadas nos últimos anos para superar essas limitações. Em particular, a linha celular O9-1 CNCC é uma ótima ferramenta para estudar o desenvolvimento migratório e pós-migratório da crista neural 5,6; no entanto, esta linhagem celular não permite o estudo dos eventos iniciais anteriores à migração que levam à indução e especificação da crista neural. Nesse sentido, houve desenvolvimentos significativos no desenvolvimento de protocolos de diferenciação in vitro para diferenciar CNCC em uma placa por meio do uso de estruturas 3D semelhantes ao neuroepitélio em desenvolvimento chamadas neuroesferas (NS)7,8- obtidas após a diferenciação de colônias de células-tronco embrionárias (ESC). Esses protocolos 3D produzem de forma robusta um grande número de CNCC, permitindo a realização de estudos mecanicistas bioquímicos e genômicos 9,10. Os SN são cultivados em placas de baixa inserção em meio suplementado com N2B27, juntamente com o fator de crescimento de fibroblastos (FGF) e o fator de crescimento epidérmico (EGF)10,11 para estimular a proliferação celular. Esses protocolos são realizados em placas de Petri, cultivando-se numerosos NS na mesma placa. Dentro do NS em crescimento, as células se agregam e continuam a se dividir - atingindo um diâmetro de 100-200 μm na maturidade. Na maturidade (por volta do dia 5), os NS se ligam ao substrato e se diferenciam em CNCC semelhantes aos seus equivalentes in vivo 9,12. Esses CNCC então passam por EMT e delaminam na superfície da placa. Diferenças morfológicas podem ser observadas dependendo do tamanho do SN, pois esferas maiores parecerão mais escuras no núcleo devido à menor disponibilidade de nutrientes e oxigênio, levando as células a sofrerem apoptose13. Embora esse tipo de procedimento gere um grande número de CNCC no ponto final da diferenciação, ele apresenta várias limitações, tornando quase impossível o estudo das várias dinâmicas moleculares que ocorrem durante o processo de diferenciação. Primeiro, o uso de colônias ESC - que variam em tamanho - dificulta o controle do número inicial de células para cada experimento. Isso resulta na geração de NS de várias formas e diâmetros que se desenvolvem de maneira diferente, ativando vias de sinalização específicas, levando à diferenciação celular alterada e, portanto, não formando uma amostra uniforme em um determinado momento. Em segundo lugar, a cultura de vários NS na mesma placa geralmente leva à fusão14 e potencialmente à liberação de moléculas de sinalização que influenciam o microambiente de seus vizinhos e, portanto, seu desenvolvimento. Em conjunto, esses procedimentos geram muita variabilidade entre amostras e experimentos.
Aqui, apresentamos uma estratégia para superar essas dificuldades que geram NS único - capaz de produzir CNCC - agregando ESC de camundongo (mESC) em placas de 96 poços com fundo em U não tratadas com TC. Começar com mESC permite estudar o processo de especificação e os estágios iniciais do desenvolvimento do CNCC em comparação com a partir de linhagens celulares de crista neural já estabelecidas. Este protocolo começa com a desagregação de colônias de mESC para obter uma única suspensão celular, seguida pela semeadura de um número específico de mESC em cada poço de uma placa de 96 poços com fundo em U não tratada com TC. As células são deixadas para agregar por dois dias e, posteriormente, movidas para uma placa de 96 poços de fundo plano não tratada com TC, na qual o NS poderá se ligar ao fundo da placa. Ao controlar o número de células iniciais e o microambiente de cada SN durante o processo de diferenciação, este protocolo reduz a variabilidade da amostra, o que aumenta a reprodutibilidade experimental. Acreditamos que esta será uma plataforma conveniente para projetar experimentos multiplexados, como testar o efeito de diferentes condições de cultura ou realizar telas de perturbação genética.