Coltivare cellule primarie epiteliali nasali da bambini e riprogrammare in cellule staminali pluripotenti indotte

Le cellule staminali pluripotenti indotte da campioni umani (hiPSCs) sono una tecnologia in rapido sviluppo della ricerca sulle cellule staminali. Essi offrono un'alternativa alle cellule staminali embrionali (hESC) ricerca con molti meno inconvenienti etici e morali ^1,2. Anche se non sono identici a epigeneticamente hESC ^3-5, hiPSCs offrono un modo unico per modello di sviluppo e di malattia fenotipi, e possono essere derivati ​​da tessuti rilevanti per lo stato di malattia ^5-8. Nuovi metodi di hiPSCs elettrogeni sono costantemente in fase di studio per identificare i tipi di cellule ottimali per cominciare, come un modo per preparare iPSCs GMP qualità adatte per il trapianto, e anche per aumentare la tempestività e l'efficienza del processo di riprogrammazione ^6,9-11.

Cellule epiteliali delle vie aeree sono fondamentali per lo sviluppo di infiammazione allergica ^12, e l'epitelio è una delle principali cause di reazioni allergiche e rimodellamento delle vie aeree attraverso l'interazione con immunE e stromali cellule. L'epitelio delle vie aeree gioca un ruolo essenziale nella genesi e la persistenza di malattie polmonari come asma. Tuttavia, più bassa delle vie aeree cellule epiteliali sono difficili da ottenere in un ambiente clinico, soprattutto da pazienti sani di controllo e bambini. I dati provenienti da diversi studi supportano la premessa che le cellule epiteliali da mucose nasali sono un proxy valido e pratico per vie aeree inferiori cellule epiteliali ^13-20, soprattutto quando si studiano le risposte alle sostanze inquinanti e allergeni. La mucosa nasale si compone di oltre il 90% di cellule epiteliali ciliate delle vie aeree e di campionamento queste cellule epiteliali nasali (NEC) può essere facilmente effettuata in bambini di età quattro o cinque, in quanto è meno invasivo rispetto ad altre tecniche di campionamento di cellule / tessuti ed è associato con un rischio minimo di effetti collaterali come l'infezione ^20-23. Esso offre un modo veloce e semplice per assaggiare sia i bambini sani e malati senza lunghe, inutili, e spesso doloroso Operazi broncoscopiares che necessitano di sedazione. Studi precedenti hanno dimostrato che i sottotipi di malattia correlati alla gravità dell'asma possono distinguere sia nella mucosa nasale e campioni di cellule bronchiali prelevati da bambini asmatici, e l'espressione genica tra i due tipi di tessuto era simile in circa il 90% dei geni non onnipresenti ^{22 , 24.} Come fonte per iPSCs, NEC offrono vantaggi rispetto ad altri tipi di cellule utilizzate di frequente. I fibroblasti sono spesso utilizzati per la generazione COPSI, ma anche se queste cellule possono essere facilmente coltivate da una biopsia cutanea, questo processo richiede tipicamente anestesia locale, una incisione e suture, ed è associata con qualche rischio di infezione. Pertanto, ottenendo consenso informato dai pazienti per questo tipo di biopsia può essere difficile ^25. Una alternativa al fibroblasti è cellule mononucleari del sangue periferico (PBMC). Tuttavia, può essere difficile ottenere sangue sufficiente per la generazione COPSI da pazienti pediatrici. In aggiunta, ci sono limitazioni di ap vallecomplicanze di fibroblasti e cellule del sangue iPSCs derivate, in particolare la loro capacità di differenziazione di alcuni tipi di cellule ^5,26. Pertanto, data la relativa accessibilità e il basso rischio di effetti collaterali a seguito della loro raccolta, NEC rappresentano una fonte di cellule ideale per la generazione iPSC da popolazioni pediatriche.

iPSCs hanno ricevuto molta attenzione recentemente come una piattaforma per lo studio dello sviluppo umano, la generazione di modelli di malattia romanzo, e come una potenziale fonte di cellule per le terapie personalizzate. Prima di tutto il potenziale di questa tecnologia può essere realizzato, le basi molecolari del processo di riprogrammazione hanno bisogno di essere chiariti, ma per ora questo protocollo e le procedure descritte nel potranno chiarire gli studi di ricerca focalizzati sulle esposizioni delle vie respiratorie, oltre a fornire una piattaforma per studiare gli effetti della medicina personalizzata che coinvolgono iPSCs.

Il lavoro di collaborazione di diversi laboratori ha portato alla generation di una tecnica efficace non solo per campionare la mucosa nasale, ma anche coltura NEC, e riprogrammare queste cellule per iPSCs ^23. Questo articolo fornisce uno schema di un protocollo per il campionamento ottimale, coltura e condizioni di riprogrammazione.