Journal de recherche et de thérapie sur les cellules souches

Abstrait

L'induction neuronale monocouche rapide de cellules souches pluripotentes induites produit des cellules souches neurales à prolifération stable

Katharina Günther, Antje Appelt-Menzel, Chee Keong Kwok, Heike Walles, Marco Metzger et Frank Edenhofer

Objectif : L'induction de cellules souches neurales (NSC) à partir de cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC) est devenue une stratégie importante pour dériver des cellules neuronales et gliales spécifiques au patient. Plusieurs protocoles de différenciation neurale ont été développés, impliquant principalement des expérimentations laborieuses telles que la formation de corps embryonnaires (EB) ou l'isolement manuel de rosettes neurales. Le but de cette étude est de développer un protocole d'induction neurale rapide, qui combine une approche monocouche précédemment publiée avec des méthodes de culture courantes.
Méthodes et résultats : les hiPSC ont été différenciées en NSC primitives (pNSC) en utilisant un protocole de différenciation monocouche rapide en 7 jours. Les pNSC ont été développées jusqu'à 5 passages et ont montré une régulation négative du gène de pluripotence POU5F1 et ont exprimé des marqueurs NSC tels que SOX1, SOX2, Nestin et PAX6. Dans une deuxième étape, nous avons adapté les pNSC à un état NSC largement utilisé dépendant du FGF/EGF en les cultivant dans des milieux supplémentés en FGF, EGF et agoniste Wnt CHIR99021. Dans ces conditions, les cellules ont subi un changement morphologique rapide et important vers des structures en forme de rosette. Ces cellules sont restées prolifératives pendant plus de 30 passages et ont conservé le profil d'expression des gènes marqueurs neuronaux. De plus, elles ont pu être efficacement différenciées en neurones ainsi qu'en astrocytes GFAP et S100ß-positifs.
Conclusion : Nous rapportons un protocole d'induction neuronale robuste en deux étapes pour la génération de NPC dérivés de hiPSC, comblant l'écart entre les protocoles monocouches précédemment publiés et les conditions de milieux contenant du FGF/EGF couramment utilisées. Notre protocole servira de stratégie d'induction neuronale rapide et efficace pour dériver des cellules neuronales spécifiques au patient pour des applications biomédicales telles que la modélisation des maladies et la thérapie de remplacement cellulaire .