Derivación y análisis comparativo de ESC, iPSC y SSC pluripotentes humanos: convergencia a un fenotipo embrionario

Los objetivos específicos de la propuesta financiada # RL1-00670 titulada “Derivación y análisis comparativo de hESC, hIPSC y hSSC pluripotentes humanas: convergencia a un fenotipo embrionario” son: 1) Derivar hSSC (célula madre espermatogonial humana) y hIPSC (célula madre espermatogonial humana) adicionales. líneas de células madre pluripotentes inducidas). 2) Comparar hSSC, hESC y hIPSC en términos de características moleculares, genéticas y de desarrollo críticas. 3) Incorporar hSSC e IPSC de primera generación bien caracterizadas en un banco de células madre pluripotentes humanas de Stanford para su amplia distribución a la comunidad científica. Hemos logrado avances sustanciales durante el último año con la caracterización completa de una línea de hSSC, la generación de múltiples iPSC y comparaciones con hESC en términos de propiedades moleculares, genéticas y de desarrollo críticas. También hemos establecido el Stanford RENEW BioBank donde, junto con una colección de ovocitos y embriones debidamente autorizados, hemos establecido un reservorio de líneas de células somáticas primarias y líneas de células madre pluripotentes para su distribución. Varios manuscritos han resultado de nuestro progreso en el último año (2 publicados, 2 enviados para publicación y 1 en las etapas finales de preparación). En particular, hemos generado datos sobre el uso de SSC humanas para medicina regenerativa y/o preservación de la fertilidad, el uso de un marcador de superficie celular externo llamado SSEA3 para aislar una población de células somáticas ordinarias (de biopsias de piel) que son preferentemente capaces de para ser reprogramados genéticamente y hemos obtenido varias líneas únicas de iPSC que sugieren que pueden ser particularmente útiles para estudios farmacológicos y toxicológicos de la enfermedad de Parkinson (EP). Hemos descubierto que, aunque muchas características de las hESC, hSSC y hiPSC son similares, existen algunas diferencias fundamentales que predicen que diferentes tipos de células serán más útiles para aplicaciones particulares que otras.

Durante el último período de financiación, hemos logrado avances sustanciales en nuestros objetivos de derivar múltiples líneas de células madre pluripotentes humanas, caracterizar su capacidad para diferenciarse en diversos tipos de células y almacenar líneas para distribuirlas a otros investigadores. Hemos descubierto que las líneas de células madre espermatogoniales humanas se diferencian en diferentes tipos de células en la placa (in vitro), pero tienen capacidades de diferenciación limitadas in vivo en el trasplante a modelos murinos. Por el contrario, tanto las líneas de células madre embrionarias humanas como las líneas de células madre pluripotentes inducidas muestran capacidad para diferenciarse en diversos linajes somáticos y la línea germinal tanto in vitro como in vivo tras el trasplante. Hemos superado nuestros objetivos de derivación de líneas y caracterización de sus propiedades in vitro. El próximo año, finalizaremos la caracterización para depositar todas las líneas, en una forma muy bien caracterizada, en un banco central para su distribución amplia en California y también a otros investigadores.

Los objetivos específicos de la propuesta financiada # RL1-00670 titulada “Derivación y análisis comparativo de hESC, hIPSC y hSSC pluripotentes humanas: convergencia a un fenotipo embrionario” tal como se propuso fueron: 1) Derivar hSSC (célula madre espermatogonial humana) y hIPSC adicionales. (células madre pluripotentes inducidas por humanos). 2) Comparar hSSC, hESC y hIPSC en términos de características moleculares, genéticas y de desarrollo críticas. 3) Incorporar hSSC e IPSC de primera generación bien caracterizadas en un banco de células madre pluripotentes humanas de Stanford para su amplia distribución a la comunidad científica. Durante todo el período de financiación, hemos logrado avances sustanciales y hemos seguido cumpliendo o superando nuestros objetivos en muchas áreas. Sin embargo, también hemos enfrentado un par de desafíos que ahora estamos abordando, especialmente en la caracterización final de las líneas y en la banca para la distribución de líneas de manera bastante amplia. Nuestro objetivo es abordar decisivamente cuestiones relativas a la definición de hSSC y pluripotencia; Observamos que las SSC de ratón son claramente pluripotentes en todos los sentidos y probablemente tengamos que ajustar aún más las condiciones para lograr la pluripotencia total con las líneas hSSC. Esperamos que una comparación de nuestras líneas hSSC con las hiPSC derivadas de ellas permita realizar los ajustes necesarios. Sin embargo, continuamos observando, como también informamos inicialmente, que las líneas hSSC no forman fácilmente (son "nulas") teratomas in vivo. Observamos que hemos tenido varias publicaciones que indican nuestro progreso de la siguiente manera (los asteriscos indican nuevas presentaciones): 1. Byrne JA, Nguyen HN, Reijo Pera RA (2009) Generación mejorada de células madre pluripotentes inducidas a partir de una subpoblación de fibroblastos humanos. PLoS One 4, e7118. PMC2744017 2. *Panula S, Medrano JV, Kee K, Bergstrom R, Nguyen HN, Byers B, Wilson KD, Wu JC, Simon C, Hovatta O, Reijo Pera RA (2010) Diferenciación de células germinales humanas de pluripotentes inducidas derivadas de fetos y adultos Células madre. Hum Mol Genet 20:752-62. 3. *HN Nguyen, Byers B, Cord B, Shcheglovitov A, Byrne J, Gujar P, Kee K, Schuele B, Dolmetsch RE, Langston W, Palmer TD, Reijo Pera RA (2011) Las neuronas DA derivadas de iPSC mutantes LRRK2 demuestran una mayor susceptibilidad al estrés oxidativo. Célula madre celular 8, 1–14. 4. *B Byers, B Cord, HN Nguyen, B Schule, J Byrne, JW Langston, RA Reijo Pera, T Palmer (2011) Aparición de un fenotipo temprano de la enfermedad a partir de células madre pluripotentes inducidas por la enfermedad de Parkinson. PLoS One (en prensa). 5. JV Medrano, C Ramathal, HN Nguyen, C Simon, RA Reijo Pera (presentado) Las proteínas de unión a ARN divergentes, DAZL y VASA, inducen la progresión meiótica en células germinales humanas derivadas in vitro tanto de hESC como de iPSC. Células madre. Como también se señaló en el último informe, hemos generado propiedad intelectual sobre: ​​1) el uso de SSC humanas para medicina regenerativa y/o preservación de la fertilidad, 2) uso de SSEA3 para aislar una subpoblación de células somáticas preferentemente reprogramables, y 3) derivación de líneas iPSC únicas de pacientes con enfermedad de Parkinson (EP) genéticamente definida para estudios farmacológicos y toxicológicos. El progreso general continuará con el establecimiento final de líneas peraltadas que puedan distribuirse ampliamente.

Este es el informe final de la propuesta que tiene como objetivo: 1) Derivar líneas de células madre espermatogoniales humanas (hSSC) y hIPSC (células madre pluripotentes inducidas por humanos) del mismo individuo. 2) Comparar hSSC, hIPSC y hESC en términos de características moleculares, genéticas y de desarrollo críticas. 3) Incorporar líneas celulares bien caracterizadas en un banco de células madre pluripotentes humanas de Stanford para su amplia distribución a la comunidad científica. Hemos completado estos objetivos con la producción de líneas, la publicación de hallazgos clave en revistas científicas y el aprovechamiento de la investigación para obtener fondos ajenos al CIRM para perpetuar la investigación y mantener el personal. Desarrollamos ensayos clave que permiten evaluar el potencial total de diferentes líneas celulares para el modelado de enfermedades y la comprensión del desarrollo humano. Se están realizando esfuerzos para que los hallazgos influyan en los problemas clínicos de la salud reproductiva y general. Anticipamos que los resultados nos permitirán dilucidar y abordar especialmente los problemas de infertilidad masculina en casos de pérdida de células germinales (espermatogénicas) ante cáncer, trastornos autoinmunes y/o lesiones.