Mesure de la confluence des CSPi à l’aide d’un système d’imagerie automatisé.
Summary
L’objectif du protocole est de comparer différentes conditions de revêtement de la matrice extracellulaire (ECM) afin d’évaluer comment le revêtement différentiel affecte le taux de croissance des cellules souches pluripotentes induites (CSPi). En particulier, nous visons à mettre en place les conditions pour obtenir une croissance optimale des cultures iPSC.
Abstract
Cette étude vise à comprendre comment la croissance des CSPi sur différents substrats de revêtement ECM peut affecter la confluence cellulaire. Un protocole permettant d’évaluer la confluence des CSPi en temps réel a été établi sans qu’il soit nécessaire de compter les cellules en suspension unicellulaire pour éviter toute perturbation de la croissance. Un système d’analyse d’images à haut contenu a été utilisé pour évaluer de manière automatisée la confluence iPCS sur 4 ECM différents au fil du temps. Différents paramètres d’analyse ont été utilisés pour évaluer la confluence cellulaire des CSPi adhérentes et seule une légère différence (à 24 et 48 heures avec la laminine) a été observée si un masque à 60, 80 ou 100% a été appliqué. Nous montrons également que la laminine conduit à la meilleure confluence par rapport à Matrigel, la vitronectine et la fibronectine.
Introduction
Les cellules souches pluripotentes induites (CSPi) sont obtenues à partir de cellules somatiques et peuvent être différenciées en différents types de cellules. Ils sont souvent utilisés comme système pour modéliser la pathogenèse des maladies ou effectuer le dépistage de médicaments, et offrent également le potentiel d’être utilisés dans le contexte de la médecine personnalisée. Étant donné que les CSPi ont un grand potentiel, il est important de les caractériser pleinement pour les utiliser en tant que système modèle fiable. Nous avons déjà montré l’importance de cultiver des CSPi dans un environnement hypoxique, car ces cellules dépendent de la glycolyse et un environnement aérobie peut provoquer un déséquilibre redox1. Les CSPi sont également vulnérables à d’autres conditions de culture, en particulier l’environnement extracellulaire. L’optimisation des conditions de culture est un enjeu clé pour les maintenir en bonne santé et proliférer. Une culture saine de CSPi conduira à des cellules différenciées saines qui sont généralement le point final du modèle utilisé pour comprendre les caractéristiques moléculaires, cellulaires et fonctionnelles de troubles humains ou de processus cellulaires spécifiques.
Dans cette étude, un protocole simple a été utilisé pour tester la confluence des CSPi en utilisant différentes conditions de revêtement dans des puits séparés. Les CSPi nécessitent une couche nourricière de fibroblastes embryonnaires murins (MEF) pour se fixer correctement, mais la coexistence des CSPi et du MEF rend difficile l’analyse comme l’extraction d’ARN ou de protéines puisque deux populations de cellules sont présentes. Afin d’éviter la couche nourricière, différentes protéines appartenant à la matrice extracellulaire (ECM) ont été utilisées pour recréer la niche cellulaire naturelle et pour avoir une culture iPSC sans nourrisseur. En particulier, Matrigel est une préparation solubilisée de membrane basale extraite du sarcome de souris Engelbreth-Holm-Swarm (EHS), qui est enrichie en protéines de la matrice extracellulaire (c.-à-d. laminine, collagène IV, protéoglycanes sulfate d’héparane, entactine/nidogène et facteurs de croissance)2,3. Les autres conditions de revêtement utilisées sont plutôt des protéines purifiées dont la pertinence dans la construction des ECM est connue : la laminine-521 est connue pour être sécrétée par les cellules souches pluripotentes humaines (CSPh) dans la masse cellulaire interne de l’embryon et c’est l’une des laminines les plus courantes dans le corps après la naissance 4,5,6,7,8,9, 10,11; la vitronectine est une matrice de culture cellulaire exempte de xéno connue pour soutenir la croissance et la différenciation desCSPh 12,13,14,15,16; La fibronectine est une protéine ECM importante pour le développement des vertébrés et la fixation et le maintien des cellules souches embryonnaires à l’état pluripotent 17,18,19,20,21,22,23,24,25. Étant donné que différentes conditions de revêtement sont disponibles, nous les comparons en termes d’effet sur la confluence des CSPi.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’utilisation des CSPi pour la modélisation des maladies et le dépistage futur des médicaments, ainsi que leur application possible en médecine de précision, en font une technologie d’une grande pertinence et, pour cette raison, nous pensons qu’il est nécessaire de comprendre clairement les conditions de culture in vitro qui ressemblent mieux à la situation physiologique des cellules souches embryonnaires. Dans ce contexte, nous avons testé différents revêtements ECM utilisant des CSPi de type sauvage afi…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
L’étude a été financée par des subventions de la Fondazione Bambino Gesù et de Ricerca Corrente (ministère italien de la Santé) à C.C. Nous tenons à remercier le Dr Enrico Bertini (Département de neurosciences, Unité des maladies neuromusculaires et neurodégénératives, Laboratoire de médecine moléculaire, Hôpital de recherche pour enfants Bambino Gesù), le Dr Stefania Petrini (Centre central de microscopie confocale, Laboratoires de recherche, Hôpital de recherche pour enfants Bambino Gesù), Giulia Pericoli (Département d’onco-hématologie, thérapie génique et cellulaire, Hôpital de recherche pour enfants Bambino Gesù) et Roberta Ferretti (Département d’onco-hématologie, thérapie génique et cellulaire, Hôpital de recherche pour enfants Bambino Gesù) pour des discussions scientifiques et une aide technique. Maria Vinci est récipiendaire d’une bourse « Children with Cancer UK ».
Materials
| 10 mL Stripette Serological Pipets, Polystyrene, Individually Paper/Plastic Wrapped, Sterile | Corning | 4488 | Tool |
| 15 mL high-clarity polypropylene (PP) conical centrifuge tubes | Falcon | 352097 | Tool |
| 1x PBS (With Ca2+; Mg2+) | Thermofisher | 14040133 | Medium |
| 1x PBS (without Ca2+; Mg2+) | Euroclone | ECB4004L | Medium |
| 5 mL Stripette Serological Pipets, Polystyrene, Individually Paper/Plastic Wrapped, Sterile | Corning | 4487 | Tool |
| Cell culture microplate, 96 WELL, PS, F-Bottom | Greiner Bio One | 655090 | Support |
| Cell culture plate, 6 well | Costar | 3516 | Support |
| DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium- high glucose) | Sigma | D5671 | Medium |
| EDTA | Sigma | ED4SS-500g | Reagent |
| Epi Episomal iPSC Reprogramming Kit | Invitrogen | A15960 | Reagent |
| FAST – READ 102 | Biosigma | BVS100 | Tool |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Gibco | 10270106 | Medium |
| Fibronectin | Merck | FC010 | Coating |
| Glycerol | Sigma | G5516 | Reagent |
| H2O | MILLIQ | ||
| Hoechst | Thermofisher | 33342 | Reagent |
| Laminin 521 | Stem Cell Technologies | 77003 | Coating |
| L-Glutamine (200 mM) | Gibco | LS25030081 | Reagent |
| Matrigel | Corning Matrigel hESC-Qualified Matrix | 354277 | Coating |
| Mouse embryonic fibroblasts (MEF) | Life Technologies | A24903 | Coating |
| MTESR1 Medium | Stem Cell Technologies | 85851 | Medium |
| MTESR1 Supplement | Stem Cell Technologies | 85852 | Medium |
| Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) | Gibco | 15140122 | Reagent |
| Phalloidin | Sigma | P1951 | Reagent |
| Vitronectin | Stem Cell Technologies | 7180 | Coating |
| Y-27632 | Sigma | Y0503 | Reagent |
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