Identificación mediante detección automatizada de una pequeña molécula que elimina selectivamente las células madre neurales derivadas de hESC pero no las neuronas dopaminérgicas.

ANTECEDENTES: Anteriormente hemos descrito diferencias fundamentales en la biología de las células madre en comparación con otras poblaciones de células en división. Por lo tanto, razonamos que una evaluación diferencial utilizando compuestos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA) puede identificar factores de supervivencia selectivos o toxinas específicas y puede ser útil para la fabricación terapéutica de células in vitro y posiblemente in vivo. METODOLOGÍA/HALLAZGOS PRINCIPALES: En este estudio informamos sobre métodos optimizados para el cultivo sin alimentador de hESC y células madre neurales (NSC) derivadas de hESC para facilitar la detección automatizada. Demostramos que podemos medir el ATP como indicador de la actividad metabólica en un ensayo de detección automatizado. Con esta plataforma optimizada, analizamos una colección de medicamentos aprobados por la FDA para identificar compuestos que tienen toxicidad diferencial para las hESC y sus derivados neuronales. Se identificaron nueve compuestos que eran específicamente tóxicos para las NSC en mayor medida que para las hESC. Seis de estos resultados iniciales se volvieron a probar y verificaron mediante cultivo celular a gran escala para determinar la toxicidad de NSC en respuesta a la dosis. Uno de los compuestos que se volvió a probar, la amiodarona HCL, se probó adicionalmente para detectar posibles efectos en las neuronas posmitóticas, un objetivo probable para la terapia de trasplante. Se descubrió que la amiodarona HCL era selectivamente tóxica para las NSC, pero no para las neuronas diferenciadas o las células gliales. Luego se interrogaron las NSC y las neuronas tratadas y no tratadas con un análisis de expresión genética global para explorar los mecanismos de acción de la amiodarona HCl. El análisis de la expresión genética sugiere que la activación de canales catiónicos específicos de cada tipo de célula puede ser la base de la toxicidad del fármaco. CONCLUSIONES/SIGNIFICADO: En conclusión, hemos desarrollado una estrategia de detección que nos permite identificar rápidamente medicamentos clínicamente aprobados para su uso en un protocolo de Química, Fabricación y Control que se puede usar de manera segura para agotar las células precursoras contaminantes no deseadas de un producto celular diferenciado. Nuestros resultados también sugieren que dicha estrategia tiene un gran potencial para identificar reactivos específicos de linaje y proporciona evidencia adicional de la utilidad de las células madre en los paradigmas de detección y descubrimiento.