La diferenciación del trofoblasto de células madre embrionarias humanas dirigida por BMP4 está mediada por un estado de células madre de citotrofoblasto DeltaNp63+.
Año de publicación:
2013
Identificación de PubMed:
24004950
Subvenciones de financiación:
- Mecanismos moleculares de la especificación y autorrenovación de las células madre del trofoblasto
- Centro TSRI para la investigación de hESC
- Laboratorio colaborativo para la investigación de células madre embrionarias humanas en el Instituto de Investigación Médica Sanford-Burnham
- La matriz de células madre: un mapa de las vías moleculares que definen las células pluripotentes
- Garantizar la seguridad de la terapia celular: un proceso de control de calidad para la purificación y validación celular
Resumen público:
Hemos determinado el papel de una proteína nuclear, llamada p63, en el mantenimiento de las células madre placentarias ("citotrofoblasto") en su estado de células madre. Utilizando este conocimiento, hemos determinado que las células madre embrionarias humanas, cuando se tratan con la sustancia química BMP4, pasan por este "estado de células madre de citotrofoblasto" antes de convertirse en células placentarias completamente funcionales. Este es un paso importante en la biología placentaria, porque proporciona un modelo de cultivo celular reproducible para el estudio del desarrollo y la enfermedad de la placenta humana.
Resumen científico:
La placenta es un órgano transitorio necesario para el desarrollo fetal adecuado. Su principal componente funcional es el trofoblasto, que se deriva del ectodermo extraembrionario. Se sabe poco sobre la diferenciación temprana del trofoblasto en el embrión humano, debido a la falta de un sistema modelo in vitro adecuado. Las células madre embrionarias humanas (hESC) se diferencian en trofoblasto funcional después del tratamiento con BMP4 en presencia de medios condicionados por el alimentador; sin embargo, este modelo no ha sido ampliamente aceptado, en parte debido a la falta de pruebas de una población progenitora de trofoblasto. Anteriormente hemos demostrado que p63, un miembro de la familia de proteínas nucleares p53, se expresa en citotrofoblasto proliferativo (CTB), precursores del sincitiotrofoblasto terminalmente diferenciado (STB) en vellosidades coriónicas y trofoblasto extravelloso (EVT) en el sitio de implantación. Aquí, mostramos que las hESC tratadas con BMP4 se diferencian en CTB auténtica mediante comparación directa con tejidos placentarios humanos primarios y CTB aislados a través de perfiles de expresión génica. Mostramos que, en la CTB primaria, los niveles de p63 se reducen a medida que las células se diferencian en STB, y que la expresión forzada de p63 mantiene la ciclina B1 e inhibe la diferenciación de STB. También establecemos que, de manera similar a los eventos in vivo, la diferenciación de hESC en trofoblasto se caracteriza por un estado de células madre CTB p63+/KRT7+, seguido de la formación de KLF4+ STB funcional y HLA-G+ EVT. Finalmente, ilustramos que la regulación negativa de p63 por shRNA inhibe la diferenciación de hESC en trofoblasto funcional. En conjunto, nuestros resultados establecen que las hESC tratadas con BMP4 son un modelo excelente de diferenciación de trofoblasto humano, que imita estrechamente la progresión in vivo desde células madre p63+ CTB hasta subtipos de trofoblasto diferenciados terminalmente.