$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
İnsan pluripotent kök hücresi (hPSC) teknolojisi, vücuttaki herhangi bir hücre tipine farklılaşabilen, kolayca ölçeklenebilir ve yenilenebilir bir insan hücre kaynağıdır; bu da araştırmacıların hastalarda elde edilmesi zor veya erişemeyen hücre ve doku tiplerini incelemelerine olanak tanır. Ayrıca, indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC'ler) doğrudan hasta somatik hücrelerindentüretilebilir 1. Bu, hastaya özgü hücre türlerinin farklılaşmasına olanak tanır ve hastalık modellemesi ile ilaç keşfi için paha biçilmez bir araçtır. Bu nedenle, somatik hücreleri iPSC'lere yeniden programlamak için titiz, tekrarlanabilir ve başarılı yöntemler kritik öneme sahiptir.
Fibroblastlar, idrar hücreleri ve kanhücreleri 2,3, her biri kendi sınırlamalarına sahip olup, iPSC türetimi için en sık kullanılan somatik hücre kaynaklarındandır. Tarihsel olarak yenidenprogramlama için en popüler tercih olan fibroblastlar, çok kolay elde edilemiyor ve biraz istilacı bir cilt biyopsisi gerektiriyor. Yeniden programlanabilir hücreler, kolayca elde edilen ve invaziv olmayan idrar örneklerinden türetilebilir, ancak yeniden programlama süreci, 4. toplamadan 4 saat sonra taze örneklerle başlamalıdır. Kan, yeniden programlanabilir hücreler için harika bir kaynak sunar; çünkü elde edilmesi minimal invazivdir, kolayca bulunabilir. Periferik kan mononükleer hücrelerinden (PBMC'ler), lenfositler, monositler ve doğal katil hücreler dahil tek çekirdekli kan hücrelerinden birçok yeniden programlamaprotokolü mevcuttur 5. PBMC'ler diğer kan hücrelerine göre daha az yoğun olduğundan, taze izole edilmiş tam kan örneklerinden yoğunluk gradyanı santrifüjasyonu ile izole edilebilir/arındırılabilirler 5. Alternatif olarak, santrifüjleme sırasında tüm kan üç farklı tabakaya ayrılır: plazma, buffy cokat ve kırmızı kanhücreleri 6. Buffy tüyleri PBMC'ler, trombositler ve bazı eritrositler içerir. Ancak, PBMC'ler çoğu biyobankada daha az bulunabilirken, tam kan veya buffy tüyler bol ve erişilebilir7. Biyobankalarda buffy coat'ların bulunmasına ve bu örneklerde yeniden programlanabilir PBMC'lerin bulunmasına rağmen, çok az protokol donmuş buffycoats 8'den yeniden programlama detaylı olarak tanımlıyor ve bu da bu kaynakları keşfedilmemiş bir kaynak haline getiriyor.
Şu anda, yeniden programlamayı kolaylaştırmak için birçok yayımlanmışprotokol 1,8,9 ve ticariolarak erişilebilen kit 10 bulunmaktadır; Ancak, yeniden programlanması zor olan hasta donör hücrelerinin başarısını en üst düzeye çıkarmanın yollarını derinlemesine çözmezler. Bazı hücrelerin yeniden programlanmadığı yaygın olarak kabul edilir ve bu olduğunda, birçok araştırmacı farklı bir donör hücre tipi veya farklı bir hasta ile denemek zorunda kalır. Ancak, bu birçok araştırmacı veya hasta popülasyonu için uygulanabilir bir seçenek olmayabilir. Daha önce yayımlananprotokoller 8,9'un aksine, bu protokol yeniden programlama başarısını tahmin etmek için kontrol noktaları ve kriterler içeren bir rehber içerir ve donmuş buffy paltolarını eritildiğinde yoğunluk gradyanı santrifüjasyonu ile arındırarak benzersiz bir yaklaşım benimser.
Süreç, seçilmiş bireylerden kan alınması ve ya PBMC'lerin ya da buffy tüylerin izole edilmesiyle başlar. Yeni deneyler için, muhtemelen IRB onayı ve uygun bir onay formuyla taze kan alacak yeni bağışçıların işe alınması da göz önünde bulundurulacaktır. Sonraki adım, donmuş kan hücrelerinin eritip hematopoietik kök hücrelerin ve eritroid öncülerin çoğalmasını teşvik eden koşullarda kültürlendiği somatik hücre genişlemesidir; bu kan hücreleri yeniden programlanma için en iyiadaylardır 11. 10–14 gün sonra, hücreler yeniden programlanmaya hazır olmalıdır; bu, önceki protokollerde tartışılmayan belirgin bir morfolojiyle kanıtlanıyor ve ardından Yamanaka faktörleri Oct4, Sox2, c-Myc ve Klf41 taşıyan Sendai virüsüyle aşılanarak transdüksiyon yapılmalıdır. Transdüksiyondan sonra hücreler Yamanaka transkripsiyon faktörlerini ifade etmeye başlar ve tekrar çok güçlü bir duruma döner; bu durum yine belirgin bir morfolojik değişim ve kök hücre kolonilerine yayılmasıyla belirtilir. Ortaya çıkan koloniler daha sonra bireysel olarak seçilir, genişletilir ve kriyopresler edilir. On pasajdan sonra, kök belirteçleri ve üç tohum tabakasına farklılaşma potansiyelinin ifadesinin doğrulanmasıyla karakterizasyon yapılarak başarılı bir şekilde yeniden programlanmış iPSC hattı doğrulanır.
Bu protokol, < 1 ay saklanan kriyokonsertif buffy tüyleri veya eridikten sonra en az 1 milyon canlı hücre bulunan 2 yıla kadar saklanan kriyokonsertli PBMC'ler için en iyi şekilde çalışır. Ancak, tanımlanan kontrol noktaları, herhangi bir kaliteli kan örneğinden sorun giderme yeniden programlamada rehberlik edebilir. Ayrıca, yeniden programlanmış iPSC'lerin besleyici olmayan koşullara uyarlanmasıyla ilgili detaylar, başlangıç somatik hücre tipine bakılmaksızın herhangi bir iPSC yeniden programlama iş akışına uygulanabilir.
Bu protokol, uygulamalı sorun giderme yoluyla oluşturulmuştur; donmuş buffy montlardan iPSC'leri yeniden programlamayı detaylandırır ve yeniden programlama başarısının morfolojik göstergelerini belirler; böylece zor örnekleri yeniden programlamak için uygulanabilir bir rehber sunar. Sonuç olarak, bu stratejilerin uygulanması zaman, para, reaktifler ve örneklerin korunmasına yol açar.