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 in vitro las preciadas células madre de forma continua, los investigadores deben preservar su «origen». A menudo logran esto mediante el uso de células alimentadoras, como fibroblastos humanos o de ratón, que entregan factores desconocidos que promueven la autorrenovación de las células madre. Para crecer in vitro, las células alimentadoras requieren componentes animales como suero fetal bovino (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 transportan virus que infectan a 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 naturalmente con diversas proteínas de la matriz extracelular (MEC) en su entorno. La membrana basal por sí sola está compuesta por 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 completa. 2,3 Los científicos mantuvieron varias líneas de células embrionarias e iPS humanas en medios que contenían 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 de lote a lote, promueve una mejor adhesión celular y altas tasas de proliferación, reduce la acumulación de células y crea microambientes consistentes. El fragmento de laminina es ideal para aplicaciones de edición CRISPR o aislamiento clonal porque permite el paso de células individuales 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.
Referencias
- S. Rodin et al., “Autorrenovación a largo plazo de células madre pluripotentes humanas en laminina-511 recombinante humana”, Nat Biotechnol, 28: 611-15, 2010.
- T. Miyazaki et al., “Los fragmentos de laminina E8 apoyan la adhesión y expansión eficientes de células madre pluripotentes humanas disociadas”, Nat Comm , 3: 1236, 2012.
- M. Nakagawa et al., «Un nuevo sistema de cultivo eficiente sin alimentador para la derivación de células madre pluripotentes inducidas por humanos», Sci Rep , 4: 3594, 2014
Fecha: 19 de febrero de 2021