Firmas de marcadores de superficie celular para el aislamiento de células madre neurales, glía y neuronas derivadas de células madre pluripotentes humanas.

Año de publicación:

2011

Autores:

Shauna H Yuan, Jody Martin, Jeanne Elia, Jessica Flippin, Rosanto I Paramban, Mike P Hefferan, Jason G Vidal, Yangling Mu, Rhiannon L Killian, Mason A Israel, Nil Emre, Silvia Marsala, Martin Marsala, Fred H Gage, Lawrence SB Goldstein, Christian T. Carson

Identificación de PubMed:

21407814

Subvenciones de financiación:

Resumen público:

Las células madre embrionarias y pluripotentes inducidas humanas tienen el potencial único de generar diferentes tipos de células del cuerpo humano. Por lo tanto, pueden servir como herramientas poderosas para modelar enfermedades humanas, detectar fármacos o usarse para terapias regenerativas. Un obstáculo en el uso de células madre pluripotentes humanas es la capacidad de generar poblaciones puras de tipos de células terminalmente diferenciadas, como neuronas, para aplicaciones posteriores. Por lo tanto, nos propusimos definir firmas de la superficie celular, que permitirían la selección de células madre neurales, neuronas y glía mediante citometría de flujo. Descubrimos una combinación única de marcadores de superficie celular para enriquecer cada tipo de célula hasta alcanzar una pureza cercana (90-95%). Los tipos de células aislados conservan sus propiedades apropiadas. Además, demostramos que esta población de células podría injertarse en la médula espinal de rata. En conclusión, hemos desarrollado un método fiable para enriquecer células madre neurales, neuronas y glía con alta pureza. Este trabajo tiene implicaciones importantes para la medicina traslacional.

Resumen científico:

ANTECEDENTES: La inducción neuronal de células madre pluripotentes humanas a menudo produce poblaciones celulares heterogéneas que pueden dificultar los análisis cuantitativos y comparativos. Existe la necesidad de mejorar los procedimientos de diferenciación y enriquecimiento que generen poblaciones altamente puras de células madre neurales (NSC), glía y neuronas. Una forma de abordar este problema es identificar firmas en la superficie celular que permitan el aislamiento de estos tipos de células de poblaciones de células heterogéneas mediante clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS). METODOLOGÍA/HALLAZGOS PRINCIPALES: Realizamos un análisis de inmunofenotipado basado en imágenes y FACS imparcial utilizando 190 anticuerpos contra marcadores de superficie celular en células madre embrionarias humanas (hESC) vírgenes y derivados celulares de cultivos de diferenciación neural. A partir de este análisis identificamos posibles firmas de la superficie celular para el aislamiento de NSC, glía y neuronas. Aislamos una población de NSC que era CD184(+)/CD271(-)/CD44(-)/CD24(+) de cultivos de inducción neural de hESC y células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC). Las NSC clasificadas podrían propagarse durante muchos pasajes y podrían diferenciarse en cultivos mixtos de neuronas y glía in vitro e in vivo. Posteriormente se purificaron una población de neuronas que era CD184(-)/CD44(-)/CD15(LOW)/CD24(+) y una población de glía que era CD184(+)/CD44(+) a partir de cultivos de NSC en diferenciación. Las neuronas purificadas eran viables, expresaban marcadores neuronales maduros y específicos de subtipo y podían disparar potenciales de acción. La glía purificada era mitótica y podía madurar hasta convertirse en astrocitos que expresan GFAP in vitro e in vivo. CONCLUSIONES/SIGNIFICADO: Estos hallazgos ilustran la utilidad de las pruebas de inmunofenotipado para la identificación de firmas de la superficie celular de células neurales derivadas de células madre pluripotentes humanas. Estas firmas se pueden utilizar para aislar poblaciones altamente puras de NSC, neuroglia y neuronas viables mediante FACS. Los métodos descritos aquí permitirán estudios posteriores que requieren poblaciones de células neuronales consistentes y definidas.