Ensayo interespecífico in vitro para determinar la capacidad de formación de quimeras de células madre pluripotentes humanas.
Año de publicación:
2015
Identificación de PubMed:
26023098
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
Un estudio reciente ha demostrado que las células madre pluripotentes (PSC) humanas, como las células ES o las células iPS, no son equivalentes a las células ES de ratón. Son células madre un poco más maduras y, aunque pueden convertirse en una variedad de células funcionales al igual que las células ES de ratón, parecen haber perdido la capacidad de formar quimeras cuando se inyectan en embriones tempranos. Es importante saber si las PSC humanas son realmente equivalentes a las células ES de ratón o no. Sin embargo, no podemos inyectar PSC humanas en embriones humanos por razones éticas obvias. En este estudio, intentamos ver si podemos evaluar la capacidad de formación de quimeras de las PSC humanas inyectándolas en embriones de ratón y cultivándolas in vitro. Sin embargo, cuando se inyectaron PSC inducidas por humanos en embriones de ratón y se cultivaron, algunas células humanas sobrevivieron pero se segregaron; a diferencia de las PSC de roedores, nunca se integraron en embriones de ratón. Estos datos sugieren que el ensayo de quimera in vitro entre especies de ratón y humano no refleja con precisión el potencial/proceso de desarrollo temprano de las hPSC. El uso de especies evolutivamente más estrechamente relacionadas, como embriones huéspedes, podría ser necesario para evaluar la capacidad de formación de quimeras de las hPSC.
Resumen científico:
Las limitaciones de los ensayos funcionales son un problema emergente en la caracterización de células madre pluripotentes (PSC) humanas. Con las PSC de roedores, la formación de quimeras utilizando embriones previos a la implantación es el ensayo estándar de pluripotencia (competencia de la progenie para diferenciarse en las tres capas germinales). Sin embargo, en las PSC humanas (hPSC), esto sólo puede controlarse mediante la formación de teratomas o la diferenciación in vitro, ya que las preocupaciones éticas impiden la generación de quimeras humano-humano o humano-animal. Para evitar este problema, desarrollamos un ensayo funcional que utiliza inyección de blastocisto interespecífico y cultivo in vitro (ensayo de quimera in vitro entre especies) que permite el desarrollo y la observación de embriones hasta la etapa de pliegue de cabeza. El ensayo utiliza embriones de preimplantación de ratón y PSC de rata, mono y humanos para crear quimeras entre especies cultivadas in vitro hasta la etapa temprana del cilindro de óvulo. Se realizaron ensayos de quimera intra e interespecíficos con líneas de PSC de roedores para confirmar la coherencia de los resultados in vitro e in vivo. El comportamiento de las quimeras desarrolladas in vitro parecía recapitular el de las quimeras desarrolladas in vivo; es decir, las células derivadas de PSC sobrevivieron y se integraron en el epiblasto de embriones en etapa de cilindro de óvulo. Esto indica que el ensayo interespecífico de quimeras in vitro es útil para evaluar la capacidad de formación de quimeras de las PSC de roedores. Sin embargo, cuando se inyectaron PSC inducidas por humanos (tanto de tipo convencional como de tipo ingenuo) en embriones de ratón y se cultivaron, algunas células humanas sobrevivieron pero se segregaron; a diferencia de las PSC de roedores en etapa de epiblasto, nunca se integraron en el epiblasto de embriones en etapa de cilindro de óvulo. Estos datos sugieren que el ensayo de quimera in vitro entre especies de ratón y humano no refleja con precisión el potencial/proceso de desarrollo temprano de las hPSC. El uso de especies evolutivamente más estrechamente relacionadas como embriones huéspedes podría ser necesario para evaluar la potencia de desarrollo de las hPSC.