Promoción del crecimiento de Células Madre y la autorrenovación in vitro

Un sustrato de laminina diseñado facilita los cultivos de Células Madre humanas de alta calidad.

Los científicos cultivan y diferencian células madre pluripotentes inducidas y embrionarias humanas (iPS) en laboratorios de todo el mundo para estudiar numerosos procesos celulares y desarrollar medicamentos regenerativos. Para cultivar fielmente generaciones de estas células sensibles e impulsarlas hacia los tipos celulares deseados, los científicos agregan varios componentes a sus medios y realizan muchos pasos, todo ello siguiendo estrictos protocolos.

Para cultivar continuamente valiosas células madre in vitro, los investigadores deben preservar su «origen». A menudo logran esto mediante el uso de células alimentadoras, como fibroblastos de ratón o humanos, que entregan factores desconocidos que promueven la autorrenovación de las células madre. Para crecer in vitro, las células alimentadoras requieren componentes animales como suero bovino fetal (FBS). Estos ingredientes no cumplen con el Estándar para ingredientes biológicos, que regula los materiales de origen derivados de humanos o animales. Además, las células alimentadoras a menudo portan virus que infectan las células madre. Como alternativa, algunos científicos ahora usan cultivos sin alimentador para evitar virus y productos animales en sus cultivos, y para reducir el trabajo involucrado con el crecimiento de células alimentadoras. Las interacciones celulares dentro de los medios sin alimentador promueven la autorrenovación de las células madre.

Las células madre interactúan de forma natural con diversas proteínas de la matriz extracelular (MEC) en su entorno. La membrana basal por sí sola está compuesta de numerosas proteínas ECM, que las células madre se unen a través de proteínas integrinas. Estas interacciones regulan el destino de las células madre. Para replicar este entorno celular en el laboratorio, los científicos recubren placas de cultivo in vitro con proteínas ECM y moléculas de adhesión para facilitar la unión de la integrina. Algunas de las proteínas más grandes de la membrana basal son las lamininas, que son proteínas heterotriméricas compuestas por cadenas alfa, beta y gamma.

Las células madre humanas expresan la forma α6β1 de la integrina, que se une a la isoforma laminina-511. La interacción de esta integrina con laminina-511 recombinante humana en cultivo celular promueve la renovación repetida de células madre sin células alimentadoras.1 Sin embargo, la laminina-511 es una proteína heterotrimérica de 800 kDa, lo que la hace inadecuada para la producción y distribución a gran escala.

Para resolver este problema, los investigadores produjeron un fragmento recombinante de 150 kDa de laminina-511 humana, ECMatrix ™ -511 E8, que retuvo la actividad de unión a la integrina completa2,3. Los científicos mantuvieron varias líneas de células embrionarias e iPS humanas en medios que contienen el fragmento. Estas células retuvieron altos niveles de expresión del marcador de pluripotencia y pudieron diferenciarse en las tres capas germinales. Debido a su pequeño tamaño, ECMatrix ™ -511 E8 es fácil de producir a gran escala.

En comparación con los extractos tradicionales de membranas basales, ECMatrix ™ -511 E8 es más consistente lote a lote, promueve una mejor adhesión celular y altas tasas de proliferación, reduce la aglomeración celular y crea microambientes consistentes. El fragmento de laminina es ideal para la edición de CRISPR o aplicaciones de aislamiento clonal porque permite el paso de una sola célula sin el inhibidor de la proteína quinasa asociada a Rho (ROCK) para prevenir la apoptosis inducida por disociación. Además, los investigadores pueden agregar el fragmento directamente a medios definidos libres de animales y xeno al pasar las células sin recubrir previamente su material de cultivo. Con ECMatrix ™ -511 E8, los científicos cultivan cultivos sin alimentador de alta calidad para propagar de manera confiable las células madre para la medicina regenerativa y más.

El equipo de Scientist Creative Services en colaboración con MilliporeSigma

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