Cultivo In Vitro de Células Epiteliales de Diferentes Regiones Anatómicas de la Membrana Amniótica Humana
Summary
Este protocolo describe el aislamiento de células epiteliales de diferentes regiones anatómicas de la membrana amniótica humana para determinar su heterogeneidad y propiedades funcionales para su posible aplicación en modelos clínicos y fisiopatológicos.
Abstract
Se han reportado varios protocolos en la literatura para el aislamiento y el cultivo de células epiteliales amnióticas humanas (HAEC). Sin embargo, estos suponen que el epitelio amniótico es una capa homogénea. El amnion humano se puede dividir en tres regiones anatómicas: reflejada, placentaria y umbilical. Cada región tiene diferentes funciones fisiológicas, como en condiciones patológicas. Aquí, describimos un protocolo para diseccionar el tejido amnión humano en tres secciones y mantenerlo in vitro. En el cultivo, las células derivadas del amnion reflejado mostraron una morfología cuboidal, mientras que las células de las regiones placentaria y umbilical eran escamosas. No obstante, todas las células obtenidas tienen un fenotipo epitelial, demostrado por la inmunodetección de la E-cadherina. Por lo tanto, debido a que las regiones placentarias y reflejadas in situ difieren en los componentes celulares y las funciones moleculares, puede ser necesario que los estudios in vitro consideren estas diferencias, ya que podrían tener implicaciones fisiológicas para el uso de HAEC en investigación biomédica y la aplicación prometedora de estas células en la medicina regenerativa.
Introduction
Las células del epitelio amniótico humano (HAEC) se originan durante las primeras etapas del desarrollo embrionario, alrededor de ocho días después de la fertilización. Surgen de una población de células epiteliales escamosas del epiblasto que derivan de la capa más interna de la membrana amniótica1. Por lo tanto, HAEC se consideran restos de células pluripotentes del epiblasto que tienen el potencial de diferenciarse en las tres capas germinales del embrión2. En la última década, diversos grupos de investigación han desarrollado métodos para aislar estas células de la membrana amniótica a término de gestación para caracterizar sus propiedades presuntas relacionadas con la pluripotencia en un modelo de cultivo in vitro3,4.
En consecuencia, se ha encontrado que HAEC presenta rasgos característicos de las células madre pluripotentes humanas (HPSC), como los antígenos superficiales SSEA-3, SSEA-4, TRA 1-60, TRA 1-81; el núcleo de los factores de transcripción pluripotencia OCT4, SOX2 y NANOG; y el marcador de proliferación KI67, lo que sugiere que se autornuevan5,6,7. Además, estas células han sido desafiadas utilizando protocolos de diferenciación para obtener células positivas para marcadores específicos de linaje de las tres capas germinales (ectodermo, mesodermo y endoderm)4,5,8, así como en modelos animales de enfermedades humanas. Por último, HAEC expresa E-cadherin, que demuestran que conservan una naturaleza epitelial muy similar a la HPSC5,9.
Aparte de su origen embrionario, HAEC tiene otras propiedades intrínsecas que las hacen adecuadas para diferentes aplicaciones clínicas, como la secreción de moléculas antiinflamatorias y antibacterianas10,11, factores de crecimiento y citoquinaliberación 12,sin formación de teratomas cuando se trasplantan en ratones inmunodeficientes en contraste con HPSC2,y tolerancia inmunológica porque expresan HLA-G, lo que disminuye el riesgo de rechazo después de trasplante13.
Sin embargo, informes anteriores han supuesto que el amnion humano es una membrana homogénea, sin tener en cuenta que puede dividirse anatómica y fisiológicamente en tres regiones: placenta (el amnion que cubre la decidua basalis),umbilical (la parte que envuelve el cordón umbilical), y reflejado (el resto de la membrana no unida a la placenta)14. Se ha demostrado que las regiones placentarias y reflejadas del amnión muestran diferencias en morfología, actividad mitocondrial, detección de especies reactivas de oxígeno15,expresión de miRNA16,y activación de las vías de señalización17. Estos resultados sugieren que el amnion humano está integrado por una población heterogénea con una funcionalidad diferente que debe considerarse para estudios posteriores realizados en modelos in situ o in vitro. Mientras que otros laboratorios han diseñado protocolos para el aislamiento de HAEC de toda la membrana, nuestro laboratorio ha establecido un protocolo para aislar, cultivar y caracterizar células de diferentes regiones anatómicas.
Protocol
Representative Results
Discussion
Implementamos un nuevo protocolo para aislar HAEC de las membranas de términos. Se diferencia de los informes anteriores en que cada membrana se dividió en sus tres regiones anatómicas antes del aislamiento para analizar las células de cada una.
Uno de los pasos más críticos en el protocolo es el lavado de la membrana para eliminar todos los coágulos sanguíneos, ya que pueden interferir con la actividad de la trippsina al separar las células epiteliales. No llevar a cabo este paso cor…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nuestra investigación fue apoyada por subvenciones del Instituto Nacional de Perinatología de México (21041 y 21081) y CONACYT (A1-S-8450 y 252756). Agradecemos a Jessica González Norris y Lidia Yuriria Paredes Vivas por el apoyo técnico.
Materials
| Culture reagents | |||
| 2-Mercaptoethanol | Thermo Fisher Scientific/Gibco | 21985023 | 55 mM |
| Animal-Free Recombinant Human EGF | Peprotech | AF-100-15 | |
| Antibiotic-Antimycotic | Thermo Fisher Scientific/Gibco | 15240062 | 100X |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | Thermo Fisher Scientific/Gibco | 12430054 | Supplemented with high glucose and HEPES |
| EDTA | Thermo Fisher Scientific/Ambion | AM9260G | 0.5 M |
| Embryonic stem-cell FBS, qualified | Thermo Fisher Scientific/Gibco | 10439024 | |
| Non-Essential Amino Acids | Thermo Fisher Scientific/Gibco | 11140050 | 100X |
| Paraformaldehyde | any brand | ||
| Phosphate-Buffered Saline | Thermo Fisher Scientific/Gibco | 10010023 | 1X |
| Saline solution (sodium chloride 0.9%) | any brand | ||
| Sodium Pyruvate | Thermo Fisher Scientific/Gibco | 11360070 | 100 mM |
| Trypsin/EDTA 0.05% | Thermo Fisher Scientific/Gibco | 25300054 | |
| Disposable material | |||
| 100 µm Cell Strainer | Corning/Falcon | 352360 | |
| 100 mm TC-Treated Culture Dish | Corning | 430167 | |
| 24-well Clear TC-treated Multiple Well Plates | Corning/Costar | 3526 | |
| 6-well Clear TC-treated Multiple Well Plates | Corning/Costar | 3516 | |
| Non-Pyrogenic Sterile Centrifuge Tube | any brand | with conical bottom | |
| Non-Pyrogenic sterile tips of 1,000 µl, 200 µl and 10 µl. | |||
| Sterile cotton gauzes | |||
| Sterile serological pipettes of 5, 10 and 25 mL | any brand | ||
| Sterile surgical gloves | any brand | ||
| Equipment | |||
| Biological safety cabinet | |||
| Centrifuge | |||
| Micropipettes | |||
| Motorized Pipet Filler/Dispenser | |||
| Sterile beakers of 500 mL | |||
| Sterile plastic cutting board | |||
| Sterile scalpels, scissors, forceps, clamps | |||
| Sterile stainless steel container | |||
| Sterile tray | |||
| Tube Rotator | MaCSmix | ||
| Antibodies and Kits | Antibody ID | ||
| Anti-E-cadherin | BD Biosciences | 610181 | RRID:AB_3975 |
| Anti-KI67 | Santa Cruz | 23900 | RRID:AB_627859) |
| Anti-NANOG | Peprotech | 500-P236 | RRID:AB_1268274 |
| Anti-OCT4 | Abcam | ab19857 | RRID:AB_44517 |
| Anti-SOX2 | Millipore | AB5603 | RRID:AB_2286686 |
| Anti-SSEA-4 | Cell Signaling | 4755 | RRID:AB_1264259 |
| Anti-TRA-1-60 | Cell Signaling | 4746 | RRID:AB_2119059 |
| Goat Anti-Mouse Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | A-11029 | RRID:AB_2534088 |
| Goat Anti-Rabbit Alexa Fluor 568 | Thermo Fisher Scientific | A-11036 | RRID:AB_10563566 |
| Tunel Assay Kit | Abcam | 66110 |
References
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