Protokolün amacı, diferansiyel kaplamanın indüklenmiş pluripotent kök hücrelerin (iPSC’ler) büyüme hızını nasıl etkilediğini değerlendirmek için farklı hücre dışı matris (ECM) kaplama koşullarını karşılaştırmaktır. Özellikle, iPSC kültürlerinin optimum büyümesini sağlamak için koşullar oluşturmayı amaçlıyoruz.
Bu çalışma, farklı ECM kaplama substratları üzerinde büyüyen iPSC’lerin hücre birleşmesini nasıl etkileyebileceğini anlamaya odaklanmaktadır. Herhangi bir büyüme bozulmasını önlemek için tek hücre süspansiyonundaki hücreleri saymaya gerek kalmadan iPSC birleşmesini gerçek zamanlı olarak değerlendirmek için bir protokol oluşturulmuştur. Zaman içinde 4 farklı ECM’de iPCS birleşimini otomatik bir şekilde değerlendirmek için yüksek içerikli bir görüntü analiz sistemi kullanılmıştır. Yapışkan iPSC’lerin hücre birleşimini değerlendirmek için farklı analiz ayarları kullanılmış ve %60, 80 veya 100 maske uygulanıp uygulanmadığına dair sadece küçük bir fark (laminin ile 24 ve 48 saatte) gözlenmiştir. Ayrıca lamininin Matrigel, vitronektin ve fibronektin ile karşılaştırıldığında en iyi birleşmeye yol açtığını gösteriyoruz.
İndüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC’ler) somatik hücrelerden elde edilir ve farklı hücre tiplerine ayrılabilir. Genellikle hastalık patogenezini modellemek veya ilaç taraması yapmak için bir sistem olarak kullanılırlar ve ayrıca kişiselleştirilmiş tıp bağlamında kullanılma potansiyeli sunarlar. iPSC’ler büyük bir potansiyele sahip olduklarından, güvenilir bir model sistemi olarak kullanılmak üzere onları tam olarak karakterize etmek önemlidir. Daha önce hipoksik bir ortamda iPSC’lerin yetiştirilmesinin önemini göstermiştik, çünkü bu hücreler glikolize dayanır ve aerobik bir ortam redoks dengesizliğine neden olabilir1. iPSC’ler ayrıca diğer kültür koşullarına, özellikle de hücre dışı ortama karşı savunmasızdır. Kültür koşullarının optimizasyonu, onları sağlıklı ve çoğalır tutmak için kilit bir konudur. Sağlıklı bir iPSC kültürü, genellikle belirli insan bozukluklarının veya hücresel süreçlerin moleküler, hücresel ve fonksiyonel özelliklerini anlamak için kullanılan modelin son noktası olan sağlıklı farklılaşmış hücrelere yol açacaktır.
Bu çalışmada, ayrı kuyucuklarda farklı kaplama koşulları kullanarak iPSC’lerin birleşmesini test etmek için basit bir protokol kullanılmıştır. iPSC’ler, düzgün bir şekilde bağlanması için bir murin embriyonik fibroblast (MEF) besleyici tabakasına ihtiyaç duyar, ancak iPSC’lerin ve MEF’in bir arada bulunması, iki hücre popülasyonu bulunduğundan RNA veya protein ekstraksiyonu gibi analizlerin yapılmasını zorlaştırır. Besleyici tabakadan kaçınmak için, doğal hücre nişini yeniden oluşturmak ve besleyicisiz iPSC kültürüne sahip olmak için hücre dışı matrise (ECM) ait farklı proteinler kullanılmıştır. Özellikle, Matrigel, hücre dışı matriks proteinleri (yani laminin, kollajen IV, heparan sülfat proteoglikanlar, entactin / nidogen ve büyüme faktörleri) ile zenginleştirilmiş Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) fare sarkomundan ekstrakte edilen çözünür bir bazal membran preparatıdır 2,3. Kullanılan diğer kaplama koşulları, ECM’lerin yapımında bilinen alakası olan saflaştırılmış proteinlerdir: laminin-521’in, embriyonun iç hücre kütlesindeki insan pluripotent kök hücreleri (hPSC’ler) tarafından salgılandığı bilinmektedir ve doğumdan sonra vücuttaki en yaygın lamininlerden biridir 4,5,6,7,8,9, 10,11; vitronektin, hPSC 12,13,14,15,16’nın büyümesini ve farklılaşmasını desteklediği bilinen kseno içermeyen bir hücre kültürü matrisidir; fibronektin, omurgalı gelişimi ve embriyonik kök hücrelerin pluripotent bir durumda bağlanması ve bakımı için önemli bir ECM proteinidir 17,18,19,20,21,22,23,24,25. Farklı kaplama koşulları mevcut olduğundan, bunları iPSC’lerin birleşmesi üzerindeki etkileri açısından karşılaştırıyoruz.
Hastalık modelleme ve gelecekteki ilaç taraması için iPSC’lerin kullanımı, hassas tıpta olası uygulamaları ile birlikte onu büyük önem taşıyan bir teknoloji haline getirmektedir ve bu nedenle embriyonik kök hücrelerin fizyolojik durumuna daha iyi benzeyen in vitro kültürleme durumunu açıkça anlamanın gerekli olduğuna inanıyoruz. Bu bağlamda, hücrelerin sağlıklı ve farklılaşmamış bir durumda kalmasına izin veren koşulları anlamak için vahşi tip iPSC’ler kullanarak farklı ECM kaplamal…
The authors have nothing to disclose.
Çalışma, Fondazione Bambino Gesù ve Ricerca Corrente’den (İtalya Sağlık Bakanlığı) C.C.’ye yapılan hibelerle desteklendi. Dr. Enrico Bertini’ye (Nörobilim Dalı, Nöromüsküler ve Nörodejeneratif Hastalıklar Birimi, Moleküler Tıp Laboratuvarı, Bambino Gesù Çocuk Araştırma Hastanesi), Dr. Stefania Petrini’ye (Konfokal Mikroskopi Çekirdek Tesisi, Araştırma Laboratuvarları, Bambino Gesù Çocuk Araştırma Hastanesi), Giulia Pericoli’ye (Onko-hematoloji, Gen ve Hücre Terapisi Bölümü, Çocuk Araştırma Hastanesi Bambino Gesù) teşekkür ederiz. ve Roberta Ferretti (Onko-hematoloji, Gen ve Hücre Terapisi Bölümü, Çocuk Araştırma Hastanesi Bambino Gesù) bilimsel tartışmalar ve teknik yardım için. Maria Vinci, “Kanserli Çocuklar İngiltere bursu” sahibidir.
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 |