تکنیک هایی برای القای تمایز سلول های بنیادی پرتوان انسانی به سمت کاردیومیوسیت
تاریخ انتشار: چهارشنبه 15 اردیبهشت 1395
| امتیاز:
گرفتن سلول های بنیادی پرتوان از جنین های انسانی و تولید سلول های بنیادی پرتوان القایی از سلول های سوماتیک فصل جدیدی را در مطالعات روی بازسازی قلب بعد از انفارکته شدن و طب بازساختی بازکرده است. بنابراین، پروتکل های بدست آوردن سلول های بنیادی پرتوان القایی به طور هیجان آوری طراحی شده و به طور وسیع برای آزمایش های بیشتر روی تمایز قلبی استفاده شده اند. کاردیومیوسیت های واسطه شده از سلول های iPS با شبیه سازی کاردیومیوژنز طبیعی، تحت شرایط کشت in vitro تولید شدند و مسیرهای پیام رسانی WNT، TGF-β و FGF در آن دخیل بودند. استراتژی های جدیدی برای استفاده از مزیت های مولکول های شیمیایی کوچک، ترکیبات آلی و حتی محرک های الکتریکی و مکانیکی پیشنهاد شده است. سه روش عمده برای پشتیبانی از تعهد قلبی در in vitro وجود دارد: اجسام جنینی(EBs)، کشت های آزمایشگاهی تک لایه و هم کشتی های القایی با سلول های شبه اندودرم احشایی(END2). در تکنیک اجسام جنینی اندازه اولیه یکدست کلونی های سلول های بنیادی پرتوان دارای اهمیت حیاتی هستند. بنابراین، برخی روش ها برای پشتیبانی تجمعات سلولی طراحی شدند. روش بسیار مناسب دیگر بر مبنی سلول های کشت داده شده در شرایط تک لایه ای به منظور بهبود در دسترس بودن فاکتورهای رشد و مواد غذایی است. سایر تاکتیک های مجزا شامل استفاده از سلول های شبه اندودرمی احشایی برای کشت آن ها با سلول های بنیادی پرتوان به منظور ترشح سیتوکین های پروکاردی است. در نهایت، خالص سازی مناسب کاردیومیوسیت های بدست آمده، قبل از استفاده از آن ها برای بیمار تحت استراتژی سلول درمانی مورد نظر، الزامی است. این هدف می تواند با استفاده از روش های غیر ژنتیکی مانند کاربرد مارکرهای سطح و رنگ های فلورسنس بدست آید.
J Tissue Eng Regen Med. 2016 Jan 17. doi: 10.1002/term.2117. [Epub ahead of print]
Techniques for the induction of human pluripotent stem cell differentiation towards cardiomyocytes.
Lewandowski J1, Kolanowski TJ1, Kurpisz M1.
Abstract
The derivation of pluripotent stem cells from human embryos and the generation of induced pluripotent stem cells (iPSCs) from somatic cells opened a new chapter in studies on the regeneration of the post-infarction heart and regenerative medicine as a whole. Thus, protocols for obtaining iPSCs were enthusiastically adopted and widely used for further experiments on cardiac differentiation. iPSC-mediated cardiomyocytes (iPSC-CMs) under in vitro culture conditions are generated by simulating natural cardiomyogenesis and involve the wingless-type mouse mammary tumour virus integration site family (WNT), transforming growth factor beta (TGF-β) and fibroblast growth factor (FGF) signalling pathways. New strategies have been proposed to take advantage of small chemical molecules, organic compounds and even electric or mechanical stimulation. There are three main approaches to support cardiac commitment in vitro: embryoid bodis (EBs), monolayer in vitro cultures and inductive co-cultures with visceral endoderm-like (END2) cells. In EB technique initial uniform size of pluripotent stem cell (PSC) colonies has a pivotal significance. Hence, some methods were designed to support cells aggregation. Another well-suited procedure is based on culturing cells in monolayer conditions in order to improve accessibility of growth factors and nutrients. Other distinct tactics are using visceral endoderm-like cells to culture them with PSCs due to secretion of procardiac cytokines. Finally, the appropriate purification of the obtained cardiomyocytes is required prior to their administration to a patient under the prospective cellular therapy strategy. This goal can be achieved using non-genetic methods, such as the application of surface markers and fluorescent dyes. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PMID: 26777594