Migliorare l'innesto dei Cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte dall'uomo attraverso un'inibizione transitoria dell'attività di Rho Kinase

Meng Zhao; Yawen Tang; Patrick  J. Ernst; Asher Kahn-Krell; Chengming Fan; Danielle Pretorius; Hanxi Zhu; Xi Lou; Lufang Zhou; Jianyi Zhang; Wuqiang Zhu

doi:10.3791/59452

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Articolo metodologico

Migliorare l'innesto dei Cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte dall'uomo attraverso un'inibizione transitoria dell'attività di Rho Kinase

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DOI:

10.3791/59452

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10 luglio 2019

Meng Zhao¹ , Yawen Tang¹ , Patrick J. Ernst¹^,² , Asher Kahn-Krell¹ , Chengming Fan¹^,³ , Danielle Pretorius¹ , Hanxi Zhu¹ , Xi Lou¹ , Lufang Zhou² , Jianyi Zhang¹ , Wuqiang Zhu¹

¹Department of Biomedical Engineering, School of Medicine, School of Engineering, University of Alabama at Birmingham, ²Division of Cardiovascular Diseases, School of Medicine, School of Engineering, University of Alabama at Birmingham, ³Department of Cardiac Surgery, The Second Xiangya Hospital of Central South University

In questo articolo

Sommario

In questo protocollo, dimostriamo ed elaboriamo su come utilizzare cellule staminali pluripotenti indotte dall'uomo per la differenziazione e la purificazione cardiomiocitati, e ulteriormente, su come migliorare la sua efficienza di trapianto con inibitore della chinasi proteica associata a Rho pretrattamento in un modello di infarzione miocardico del topo.

Abstract

Un fattore cruciale per migliorare l'efficacia della terapia cellulare per la rigenerazione miocardiale è quello di aumentare in modo sicuro ed efficiente il tasso di innesto cellulare. Y-27632 è un inibitore altamente potente della proteina chinasi (RhoA/ROCK) associata al Rho, associata a Bobina, e viene utilizzata per prevenire l'apoptosi cellulare indotta dalla dissociazione (anoikis). Dimostriamo che il pretrattamento di Y-27632 per cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotti dall'uomo (hiPSC-CMs^-RI) prima dell'impianto risultati in un miglioramento del tasso di innesto cellulare in un modello murino di infarzione miocardiale acuta (MI). Qui, descriviamo una procedura completa di differenziazione hiPSC-CMs, purificazione e pretrattamento cellulare con Y-27632, così come la contrazione cellulare risultante, le misurazioni transitorie del calcio e il trapianto in modelli MI murini. Il metodo proposto fornisce un metodo semplice, sicuro, efficace e a basso costo che aumenta significativamente il tasso di innesto cellulare. Questo metodo non può essere utilizzato solo in combinazione con altri metodi per migliorare ulteriormente l'efficienza del trapianto di cellule, ma fornisce anche una base favorevole per lo studio dei meccanismi di altre malattie cardiache.

Introduzione

Le terapie basate sulle cellule staminali hanno mostrato un notevole potenziale come trattamento per danni cardiaci causati da MI¹. L'uso di hiPSC differenziati fornisce una fonte inesauribile di hiPSC-CMs² e apre le porte al rapido sviluppo di trattamenti innovativi. Tuttavia, rimangono molte limitazioni alla traduzione terapeutica, tra cui la sfida del tasso di innesto gravemente basso delle cellule impiantate.

Dissociando le cellule con trypsin avvia anoikis³, che viene accelerato solo una volta che queste cellule vengono iniettate in ambienti duri come il miocardio ....