Derivazione libera dell'integrazione delle cellule staminali pluripotenti indotte dall'uomo usando la matrice Laminina 521
Summary
Una robusta derivazione di cellule pluripotenti indotte da humano (hiPS) è stata ottenuta utilizzando riprogrammazione mediata dei fibroblasti dermici da virus Sendai (SeV) non integrante. La manutenzione delle cellule hiPS e l'espansione clonale sono state eseguite usando condizioni di coltura xeno-free e chimicamente definite con matrice umana laminina 521 (LN-521) e Essential E8 (E8) Medium ricombinante.
Abstract
Le condizioni prive di Xeno e completamente definite sono parametri fondamentali per una generazione robusta e riproducibile di cellule pluripotenti indotte da umano omogeneo (hiPS). La manutenzione delle cellule hiPS sulle cellule alimentatori o alle matrici non definite sono suscettibili a varianze di lotto, alla contaminazione patogena e al rischio di immunogenicità. Utilizzando la matrice umana ricombinante laminina umana 521 (LN-521) in combinazione con formulazioni di media xeno e definite, riduce la variabilità e consente la generazione costante di cellule hiPS. Il virus Sendai virus (SeV) è un sistema basato su RNA non integrato, evitando quindi le preoccupazioni associate al potenziale effetto dirompente sull'integrità genoma che i vettori integranti possono avere. Inoltre, questi vettori hanno dimostrato un'efficienza relativamente elevata nella riprogrammazione dei fibroblasti dermici. Inoltre, la passaggistica cellulare singola enzimatica agevola la manutenzione omogenea delle cellule hiPS senza una notevole esperienza precedente di ce ce ceCultura. Qui descriviamo un protocollo che è stato ampiamente testato e sviluppato con particolare attenzione alla riproducibilità e alla facilità d'uso, fornendo un modo robusto e pratico per generare cellule umane hiPS definite e prive di xeno dai fibroblasti.
Introduction
Dal momento che la prima derivazione delle linee cellulari hiPS da Takahashi et al. 1 , 2 , le cellule hiPS hanno fornito uno strumento utile per la modellizzazione delle malattie, la scoperta di farmaci e come materiale di origine per la generazione di terapie cellulari in medicina rigenerativa 3 . La coltura di cellule hiPS è da tempo dipendente dalla co-coltura con le cellule di alimentazione di fibroblasti 4 , 5 o su Matrigel 6 e con formulazioni di supporto contenenti serum bovino fetale (FBS). Le varianze batch-to-batch sono una conseguenza comune della natura indefinita di queste condizioni di coltura, con conseguente variazioni imprevedibili, che contribuiscono in modo significativo alla inaffidabilità di questi protocolli 7 . Lo sviluppo di un mezzo definito come Essential 8 (E8) 8 e le matrici di colture cellulari definite ad esempio LN-521 9 , consentonoS per la creazione di protocolli altamente riproducibili e aiuti nella robusta generazione e manutenzione di cellule hiPS omologate 7 , 8 , 9 , 10 .
Lo sviluppo di tecniche di riprogrammazione gratuite di integrazione è stato un salto in avanti. Originariamente, la riprogrammazione dipendeva da vettori retrovirali che sono stati integrati in modo casuale nel genoma con effetti disruptivi sull'integrità genomica 11 . I progressi nelle metodologie di riprogrammazione includono lo sviluppo di vettori basati su RNA. I vettori RNA hanno un vantaggio rispetto al metodo di riprogrammazione basata sul DNA, poiché l'integrazione involontaria attraverso la ricombinazione genomica non è possibile 12 . I vettori SeV forniscono un'elevatissima e transitoria di fattori esogeni attraverso RNA a singolo filamento senza una fase DNA- 11 . I vettori di riprogrammazione consegnati dal SeVSono diluiti per tutta l'espansione cellulare e, infine, spurgati dalla cultura fornendo un metodo di riprogrammazione libero. Successivamente, la manutenzione della pluripotenza dipende dall'espressione endogena dei geni pluripotenziali 2 .
Poiché pionieristici terapie a base di cellule hiPS stanno cominciando a passare a studi clinici, le richieste di lotti standardizzati, la riproducibilità e la sicurezza sono questioni essenziali per affrontare 13 . Pertanto, i prodotti di origine animale devono essere evitati. Ad esempio, l'uso di prodotti xenogeneici è stato associato al rischio di contaminazione degli agenti patogeni non umani. Inoltre, le cellule colte in presenza di componenti animali della coltura animale hanno dimostrato di incorporare acidi silici non umani nelle membrane cellulari che minaccia di rendere le cellule derivate immunogeniche 14 . Quindi, la necessità di eliminare i prodotti xenogeneic è necessaria per qualsiasi futura ricerca clinica. Questo protocollo si applica xeCultura priva di libertà e definizione nel mantenimento delle cellule hiPS che muovono le cellule più vicine alla conformità clinica.
Questo protocollo descrive un metodo coerente, altamente riproducibile e facile da usare che genera cellule hiPS standardizzate dai fibroblasti. Offre inoltre un sistema di coltura di facile utilizzo per la manutenzione di cellule hiPS stabilite. Questo protocollo è stato utilizzato per ricavare più di 300 linee di cellule hiPS nel centro nazionale svedese di iPS Core a Karolinska Institutet di cui alcune linee sono state precedentemente descritte 15 , 16 .
Protocol
Representative Results
Discussion
Il risultato atteso di questo protocollo è la generazione di successo di diverse linee cellulari hiPS derivate clonali. Importante, il metodo per la manutenzione e l'espansione delle cellule hiPS stabilite qui descritto è affidabile e può essere eseguita con poca esperienza precedente della coltura delle cellule staminali. La passaggio di cellule enzimatiche con ROCKi insieme alla matrice LN-521 è noto per mantenere le cellule come cariotipicamente normali, pluripotenti e facilmente capaci di differenziarsi evit…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto da agenti di finanziamento SSF (B13-0074) e VINNOVA (2016-04134).
Materials
| Dispase | Life Technologies | 171105-041 | Biopsy digestion |
| Collagenase | Sigma | C0130 | Biopsy digestion |
| Gelatin | Sigma | G1393 | Fibroblast matrix |
| IMDM | Life Technologies | 21980002-032 | Fibroblast medium |
| FBS | Invitrogen | 10270106 | Fibroblast medium |
| PenicillinStreptomycin | Life Technologies | 15070-063 | Antibiotic |
| Essential 8 media | ThermFisher Scientific | A1517001 | iPS cell culture media |
| LN-521 | Biolamina | LN521-03 | iPS cell culture matrix |
| TrypLE select 1X | ThermoFisher Scientific | 12563011 | Dissociation reagent |
| Rho-kinase inhibitor Y27632 | Millipore | SCM075 | Rho-kinase inhibitor (ROCKi) |
| CytoTune – iPS 2.0 reprogramming kit | Life Technologies | A1377801 | Sendai virus reprogramming vector |
| 35 mm tissue culture dish | Sarstedt | 83.3900.300 | Cell culture |
| 60 mm tissue culture dishes | Sarstedt | 83.3901.300 | Cell culture |
| 24 well tissue culture plates | Sarstedt | 83.3922.300 | Cell culture |
| T25 tissue culture flasks | VWR | 734-2311 | Cell culture |
| 15 ml tubes | Corning | 430791 | Centrifuge tubes |
| 1.5 ml tube | Eppendorf | 0030123.301 | 1.5 ml tube |
| CoolCell cell LX | Biocision | BCS-405 | Freezing container |
| DMSO | Sigma | D2650-100ml | Fibroblast freezing |
| Cryovials 1.8 ml | VWR | 479-6847 | Cryovials |
| PSC Cryopreservation Kit | Gibco | A2644601 | PSC CryomediumRevitaCell supplement |
| Trypsin-EDTA (0.05%) | ThermoFisherScientific | 25300054 | Fibroblast dissociation enzyme |
| DMEM/F12 | Life Technologies | 31331-028 | Digestive enzymes dilutant |
| DPBS | Life Technologies | 14190-094 | PBS |
| HBSS | ThermoFIsher Scientific | 14025-050 | Biopsy preparation |
| Haemocytometer | Sigma | BRAND, 718920 | Cell counting |
References
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