Geração de células-tronco neurais induzidas de células mononucleares periféricas e diferenciação para precursores de neurónios dopaminérgicos para estudos de transplante

A doença de Parkinson (DP) é uma desordem neurodegenerativa comum, causada pela degeneração dos neurônios dopaminérgicos (da) no substância negra nigra pars compacta (SNPC) no mesencéfalo ventral (VM), com uma prevalência de mais de 1% na população acima de 60 anos de idade ^{1. º , 2}. ao longo da década passada, a terapia celular, destinada a substituir as células degenerativas ou danificadas, ou Nutrir o microambiente em torno dos neurônios degenerativos, mostrou potencial no tratamento de PD³. Enquanto isso, a tecnologia de reprogramação fez progressos significativos⁴, que fornece uma fonte celular promissora para a terapia de reposição. As pilhas de haste pluripotentes induzidas humanas (iPSCs) e as pilhas de haste embrionário (ESCS) foram provadas ser capazes de diferenciar-se em pilhas neural de da, que poderiam sobreviver, maturate, e melhorar as funções de motor quando enxertadas em ratos e em modelos não-humanos do PD do primata^{5 ,6,7,8}. os iPSCs representam um marco nas tecnologias de reprogramação celular e têm um grande potencial de transplante celular; Entretanto, há ainda uma preocupação sobre o risco de formação tumoral a partir das células incompletamente diferenciadas. Uma fonte celular alternativa para o transplante de células é células-tronco adultas comprometidas por linhagem obtidas por meio de reprogramação direta, como células-tronco neurais induzidas (iNSCs), que podem ser derivadas dos intermediários instáveis, ignorando a pluripotência etapa^9,10,11.

Tanto o iPSCs quanto o inscs podem ser reprogramados a partir de fontes celulares autólogas, como fibroblastos, células mononucleares do sangue periférico (pbmncs) e vários outros tipos de células^12,13,14, reduzindo assim a imunogenicidade das células transplantadas em grande grau. Além disso, comparado com iPSCs, os iNSCs são inerentes com risco reduzido da formação do tumor e da plasticidade linhagem-comprometida, somente capaz de diferenciar-se em neurônios e em glia¹¹. Nos estudos iniciais, os iPSCs humano ou camundongo e os inscs foram gerados a partir de fibroblastos obtidos a partir de biópsias cutâneas, o que é um procedimento invasivo^14,15. Com este respeito, os PBMNCs são uma fonte de célula de partida atraente por causa do processo de amostragem menos invasivo, e a facilidade de obter um grande número de células dentro de um curto período de tempo de expansão¹⁶. Os estudos de reprogramação inicial empregaram sistemas integrativos de entrega, como vetores lentivirais ou anti-retrovirais, que são eficientes e fáceis de implementar em muitos tipos de células¹⁷; no entanto, esses sistemas de parto podem causar mutações e reativação de transgenes residuais, que apresentam problemas de segurança para fins terapêuticos clínicos¹². O vírus de Sendai (SeV) é um vírus de RNA não integrativo com um genoma de sentido negativo, único que não se integra no genoma do hospedeiro, mas apenas Replica no citoplasma de células infectadas, oferecendo um veículo eficiente e seguro para reprogramar^{18 ,19}. Os vetores de SeV recombinantes estão disponíveis que contêm fatores de reprogramação, incluindo OCT3/4, SOX2, KLF4 e c-Myc humanos em seus quadros de leitura abertos. Além disso, os vetores virais SeV podem ser melhorados através da introdução de mutações sensíveis à temperatura, para que possam ser rapidamente removidas quando a temperatura da cultura é aumentada para 39 ° c²⁰. Neste artigo, descrevemos um protocolo para reprogramar PBMNCs para iNSCs usando o sistema SeV.

Muitos estudos relataram a derivação dos neurônios da ESCS humana ou iPSCs usando vários métodos^6,8,21. No entanto, há uma escassez de protocolos descrevendo a diferenciação de neurônios da da iNSCs em detalhes. Neste protocolo, descreveremos a geração eficiente de neurônios da do iNSCs usando um método de dois estágios. Os precursores neuronais DA DA podem ser transplantados para o estriado de modelos de mouse PD para avaliações de segurança e eficácia. Este artigo apresentará um protocolo detalhado que cubra vários estágios da geração de pilhas de haste neural induzidas pelo vírus de Sendai, diferenciação de inscs em neurônios da da, estabelecimento de modelos do PD do rato, à transplantação de precursores do da no estriado dos modelos de PD. Usando este protocolo, pode-se gerar iNSCs de pacientes e doadores saudáveis e derivar neurônios DA DA que são seguros, padronáveis, escalonáveis e homogêneos para fins de transplante celular, ou para modelar PD em um prato e investigação dos mecanismos início e desenvolvimento da doença subjacente.