Aislamiento de progenitores de endodermo primitivo, mesodermo, endotelio vascular y trofoblasto a partir de células madre pluripotentes humanas.
Año de publicación:
2012
Identificación de PubMed:
22634564
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
La identificación de progenitores del desarrollo (intermedios entre las células madre pluripotentes y las células tisulares) es prometedora para permitir la purificación de preparaciones terapéuticas de células regeneradoras de tejidos y para el modelado molecular de enfermedades en condiciones de cultivo. El objetivo de este estudio es definir marcadores de superficie celular de progenitores humanos que puedan usarse como balizas moleculares para purificar los progenitores a partir de preparaciones heterogéneas de células madre embrionarias humanas diferenciadas (hESC). Examinamos más de 400 marcadores utilizando anticuerpos específicos contra cultivos tratados con BMP4 y con ácido retinoico que promueven la especificación celular en hESC cultivadas. Descubrimos y purificamos más de 30 subpoblaciones seguido de un análisis transcripcional de genes del desarrollo. El perfil genético indicó la identificación de cuatro grupos de progenitores candidatos distintos. Los subconjuntos detectados en cultivos autorrenovados expresaron genes de endodermo primitivos que indican diferenciación hacia el destino del saco vitelino. Los progenitores que surgieron después del tratamiento con BMP4 exhibieron firmas genéticas de mesodermo, trofoblasto y endotelio vascular, lo que sugiere que tienen la capacidad de dar lugar a células cardiovasculares, placenta y vasculatura del cordón umbilical, respectivamente. Además, realizamos estudios funcionales in vitro e in vivo confirmados para confirmar estas asociaciones de destino celular. Finalmente, demostramos que estas poblaciones progenitoras y sus respectivos marcadores surgen de células madre pluripotentes inducidas (células iPS) derivadas de pacientes. En conjunto, estos hallazgos allanaron el camino para estudios traslacionales que utilicen los progenitores como herramientas para purificar los progenitores que regeneran tejido humano, y para estudios básicos destinados a descifrar cómo las PSC crean la variedad de linajes celulares en el embrión humano. Estos datos también facilitan la traducción clínica al proporcionar marcadores para agotar las células iniciadoras de tumores a partir de mezclas heterogéneas de células diferenciadas que emergen de las células hES e iPS.
Resumen científico:
Para identificar poblaciones tempranas de progenitores comprometidos derivados de células madre embrionarias humanas (hESC), analizamos cultivos autorrenovables, tratados con BMP4 y tratados con ácido retinoico con> 400 anticuerpos que reconocen antígenos de la superficie celular. La clasificación de> 30 subpoblaciones seguida de un análisis transcripcional de genes del desarrollo identificó cuatro grupos progenitores candidatos distintos. Los subconjuntos detectados en cultivos autorrenovables, incluidas las células CXCR4(+), expresaron genes de endodermo primitivos. La expresión de Cxcr4 en el endodermo primitivo se confirmó en el endodermo visceral de embriones de ratón. Los progenitores inducidos por BMP4 exhibieron firmas genéticas de mesodermo, trofoblasto y endotelio vascular, lo que sugiere correspondencia con los precursores de la raya primitiva en etapa de gastrulación, corion y alantoides, respectivamente. Los estudios funcionales in vitro e in vivo confirmaron que las células ROR2(+) producen progenie de mesodermo, las células APA(+) generan sincitiotrofoblastos y las células CD87(+) dan lugar a la vasculatura. Las mismas clases de progenitores surgieron durante la diferenciación de células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC). Estos marcadores y progenitores proporcionan herramientas para purificar progenitores que regeneran tejidos humanos y para estudiar el compromiso de las células madre pluripotentes con los progenitores del linaje.