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Article de méthode

Génération de cellules souches pluripotentes induites à partir de Frozen Buffy Manteaux en utilisant non-intégration épisomique plasmides

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DOI :

10.3791/52885

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5 juin 2015

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* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Cellules souches pluripotentes induites (CISP) représentent une source de tissus spécifiques au patient pour des applications cliniques et la recherche fondamentale. Ici, nous présentons un protocole détaillé pour reprogrammer les cellules humaines périphériques mononucléaires du sang (de PBMNCs) obtenus à partir de couches leucocytaires congelés en CSPi virales sans l'aide de non-intégration des plasmides épisomiques.

Résumé

Les cellules somatiques peuvent être reprogrammées en cellules souches pluripotentes induites (CISP) en forçant l'expression de quatre facteurs de transcription (Oct-4, Sox-2, KLF-4, et c-Myc), généralement exprimé par les cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) . En raison de leur similitude avec les CSEh, CSPi sont devenus un outil important pour la médecine régénérative potentiel spécifique au patient, en évitant les questions éthiques liées aux CSEh. Afin d'obtenir des cellules appropriées pour une application clinique, CSPi gratuitement transgènes doivent être générés pour éviter transgène réactivation, l'expression du gène altéré et la différenciation erronée. En outre, un procédé de reprogrammation est performant et peu coûteux est nécessaire pour obtenir iPSCs suffisantes à des fins thérapeutiques. Compte tenu de cette nécessité, une approche efficace non-intégration plasmide épisomique est le choix préférable pour iPSC dérivation. Actuellement type cellulaire le plus couramment utilisé à des fins de reprogrammation sont les fibroblastes, dont l'isolement nécessite une biopsie tissulaire, un invasive intervention chirurgicale pour le patient. Par conséquent, le sang périphérique humain représente le tissu le plus accessible et moins invasif pour la génération iPSC.

Dans cette étude, un protocole de rapport coût-efficacité et virale sans l'aide de non-intégrant des plasmides épisomiques est signalé pour la génération de iPSCs à partir de cellules mononucléaires périphériques humaines dans le sang (de PBMNCs) obtenus à partir de couches leucocytaires congelés après centrifugation de sang entier et sans séparation en gradient de densité.

Introduction

En 2006, le groupe de Shinya Yamanaka 1 a démontré pour la première fois que des cellules somatiques de souris et les humains adultes peuvent être convertis en un état ​​pluripotent par l'expression ectopique de quatre facteurs de reprogrammation (Oct-4, Sox-2, KLF-4, et c-Myc), générer les soi-disant cellules souches pluripotentes induites (CISP) 2. CSPi spécifiques au patient ressemblent étroitement à des cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) en termes de morphologie, la prolifération et la capacité de se différencier en types de cellules de trois de germe (mésoderme, endoderme et ectoderme) tout en manquant les préoccupations éth....

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Protocole

Des cellules mononucléaires du sang (de PBMNCs) ont été isolés à partir d'échantillons sanguins périphériques humains de donneurs sains après consentement éclairé signé et l'approbation du comité d'éthique de la province du Tyrol du Sud. Des expériences ont été menées en conformité avec les principes énoncés dans la Déclaration d'Helsinki. Toutes les données ont été recueillies et analysées de façon anonyme.

1. Isolement des cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMNCs)

  1. PBMNCs obtenus à partir de couches leucocyto-plaquettaires après centrifugation de sang entier, sans séparation de gradient de densité. ....

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Résultats

Dans cette étude, un protocole simple et efficace pour la génération de iPSCs viraux exempts de reprogrammation de PBMNCs isolées à partir de couches leucocytaires congelée après centrifugation du sang total et la comparaison avec une reprogrammation de PBMNCs obtenus après séparation par gradient de densité est rapportée. La figure 1A montre une représentation schématique de le protocole détaillé. Après décongélation, les PBMNCs isolées, montrant une forme typique arrondie, sont développées dans un mil.......

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Discussion

Dans le passé, la seule façon d'obtenir des cellules souches pluripotentes humaines porteuses d'une mutation génétique particulière était de recruter les parents subissant un diagnostic génétique pré-implantatoire et de générer des cellules souches embryonnaires à partir de leurs blastocystes rebut 31,32. En utilisant une approche de reprogrammation, les chercheurs peuvent désormais générer des CSPi de patients porteurs de pratiquement tout le génotype. La possibilité de démarrer à partir d'une li.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

L’étude a été soutenue par le ministère de la Santé et le Département de l’aide à l’éducation, de l’université et de la recherche de la province autonome de Bolzano et la Fondation Sparkasse du Tyrol du Sud.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Tube en plastique Venosafe tamponné au citrate de sodiumTerumoVF-054SBCS07
Chlorure d’ammodiumSigma-AldrichA9434
Bicarbonate de potassiumSigma-Aldrich60339
EDTA poudre disodiqueSigma-AldrichE5134Solution 0,5 M
Ficoll-Paque Premium  ;GE Healthcare Life Sciences17-5442-02Solution de polysaccharose pour la centrifugation par gradient
de densité Milieu de Dulbecco modifié d’Iscove (IMDM)  ;Gibco21056-023Sans phénol rouge
Jambon F-12Mediatech10-080-CV
Insuline-Transférrine-Sélénium-Éthanolamine (ITS -X)Gibco51500-056  ;1X (Stock : 100X)
Concentré lipidique chimiquement définiGibco119050311X (Stock : 100X)
Albumine sérique bovine (BSA)Sigma-AldrichA9418
Acide L-ascorbique 2-phosphate sesquisel de magnésium hydratéSigma-AldrichA8960
1-ThioglycérolSigma-AldrichM6145Concentration finale à 200 µ ;
M Facteur de cellules souches humaines recombinantes (SCF)PeproTech300-07100 ng/ml (Stock : 100 & micro ; g/ml)  ;
Interleukine-3 humaine recombinante (IL-3)PeproTech200-0310 ng/ml (Stock : 10 & micro ; g/ml)
Facteur de croissance analogue à l’insuline humaine recombinante (IGF-1)PeproTech100-1140 ng/ml (Stock : 40 µ ; g/ml)
Érythropoïétine humaine recombinante (EPO)R& D Systems  ;287-TC-5002 U/ml (Stock : 50 U/ml)
Dexaméthasone  ;Sigma-AldrichD2915 1&mu ; M (Stock : 1 mM)
Holo-Transferrine HumaineR& D Systems  ;2914-HT100 &mu ; g/ml (Stock : 20 mg/ml)
Amniomax IIGibco11269016Milieu pour l’analyse cytogénétique
mTeSR1StemCell Technologies5850Milieu pour culture sans nourricier d’iPSC
Knockout DMEMGibco10829-018
Knockout SerumReplacement Gibco10828-028
Pénicilline-Streptomycine (10 000 U/mL)Gibco15140-122
L-glutamine (200 mM)Gibco25030-024
Solution d’acides aminés non essentiels MEM (100X)Gibco11140-050
2-mercaptoéthanol  ;Gibco31350-0100,1 mM (Stock : 50 mM)
Butyratede sodium Sigma-AldrichB58870,25 mM (Stock : 0,5 M)
FGF humain recombinant basique, 145 aa  ;R& D Systems  ;4114-TC10 ng/ml (Stock : 10 & micro ; g/ml)
Y-27632 dichlorhydrateSigma-AldrichY0503  ;10 et micro ; M (Stock : 10 mM)
Sérum bovin défini fœtalHyclone SH 30070.03
EmbryoMax 0,1 % Solution de gélatineMerck-MilliporeES-006-B
Matrigel Membrane basale Matrice Facteur de croissance RéduitBD Biosciences354230
Colgénase de type IVGibco17104-0191 mg/ml (Stock : 10 mg/ml)
AccutasePAA Laboratories GmbHL11-007Solution de détachement cellulaire
Fibroblaste embryonnaire de souris (CF1)Global StemGSC-6201G1*106 cells/6 well
plate Plasmide pCXLE-hOCT3/4-shp53-FAddgene  ;270771 et micro ; g (Stock : 1 µ ; g/µ ; l)
Plasmide pCXLE-hSKAddgene  ;270781 et micro ; g (Stock : 1 µ ; g/µ ; l)
Plasmide pCXLE-hULAddgene  ;270801 et micro ; g (Stock : 1 µ ; g/µ ; l)
Plasmide pCXLE-EGFPAddgene  ;270821 & micro ; g (Stock : 1 µ ; g/µ ; l)
Kit de coloration à la phosphatase alcalineStemgent00-0009
Antigène embryonnaire spécifique au stade 4 (SSEA-4) AnticorpsMerck-MilliporeMAB43041/250
Anticorps anti-TRA-1-60Merck-MilliporeMAB43601/250
Anticorps anti-TRA-1-81Merck-MilliporeMAB43811/250
Anticorpsanti-Oct-3/4Santa Cruz Biotechnologysc-90811/500
Anticorps anti-nanogSanta Cruz Biotechnologysc-337591/500
Anticorps anti-troponine ISanta Cruz Biotechnologysc-153681/500
Anticorps anti-&alpha ;-actinine (sarcomérique)Sigma-AldrichA77321/250
Neuronal Classe III ß ;-tubuline (TUJ1) AnticorpsCovance Produits de recherche Inc  ;MMS-435P-1001/500
Anticorps anti-tyrosine hydroxylase (TH)Calbiochem6570121/200
Alexa Fluor 488 Chèvre Anti-souris  ;Sondes moléculairesA-110291/1000
Alexa Fluor 555 Chèvre Anti-LapinSondes moléculairesA-214291/1000
Ultra-Low Attachment Culture Plaque 6 puitsCorning3471
TrizolRéactif Ambion15596-018  ;réactif pour l’extraction de l’ARN
SuperScript VILO Kit de synthèse d’ADNcInvitrogen11754050Kit de transcriptase inverse
iTaq Universal SYBR Green SupermixBio-Rad172-5124
CFX96 Système de détection PCR en temps réelBio-Rad185-5195
Système d’électrophorèse automatisé ExperionBio-Rad700-7000Instrument de vérification de l’intégrité de l’ARN
Experion ARN Kit d’analyse HighsenseBio-Rad7007105Kit de réactifs pour vérifier l’intégrité de l’ARN
Microscope de dissection (SteREO Discovery V12 )Zeiss495007
NeonSystème de transfection 100 µ ; l KitInvitrogenMPK10025Kit de réactifs pour l’électroporation
Système de transfection au néonInvitrogenMPK5000Instrument utilisé pour l’électroporation
Spectrophotomètre UV/Vis NanoDropThermo ScientificND-2000Instrument pour la quantification de l’ADN/ARN
EndoFree Plasmid Maxi KitQiagen12362Kit de purification de plasmide

Références

  1. Takahashi, K., Yamanaka, S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 126 (4), 663-676 (2006).
  2. Takahashi, K., Okita, K., Nakagawa, M., Yamanaka, S. Induction of pluripotent stem cells from f....

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Réimpressions et autorisations

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