Derivación sin alimentador de melanocitos partir de células madre pluripotentes

Las células madre pluripotentes humanas (hPSCs) proporcionan una plataforma para imitar diferenciación normal de una manera escalable para el modelado de la enfermedad, la detección de drogas y terapias de reemplazo celular ^1-6. De particular interés, hPSCs abren nuevas vías para el estudio difícil de aislar o tipos de células raras / transitorios en los cuales las muestras de pacientes son escasos. Las células madre pluripotentes Además, inducidas (células iPS) permiten a los investigadores para estudiar el desarrollo y modelado de la enfermedad de una manera específica del paciente para desentrañar los mecanismos únicos ^1,2,7-11. El protocolo previamente publicado para la diferenciación de melanocitos de hPSCs requiere hasta 6 semanas de diferenciaciones e implica el cultivo de células con medio condicionado de células L-Wnt3a ^12. El protocolo presentado primero por Mica et al. Y descrito aquí produce células pigmentadas en tres semanas y elimina la ambigüedad e inconsistencias asociadas con medio condicionado.

ar melanocitose derivado de la cresta neural, una población migratorio de las células únicas de los vertebrados. La cresta neural se define durante la gastrulación y representa una población de células en el borde de la placa neural, en la frontera entre el neural y ectodermo no neural. Durante tubo neural, el tejido nervioso se desarrolla a partir de una placa neural para formar pliegues neurales, que convergen en la línea media dorsal, dando como resultado el ^13,14 tubo neural.

Las células de la cresta neural emergen de la placa de techo del tubo neural, frente a la notocorda, y se someten a una transición epitelial a mesenquimal antes de migrar de distancia para dar lugar a una población diversa de células diferenciadas. El destino de las células de la cresta se definen en parte por la localización anatómica de la placa de techo a lo largo del eje del cuerpo del embrión. derivados de células de la cresta neural incluyen linajes característicos tanto de mesodermo (células de músculo liso, osteoblastos, adipocitos, condrocitos) y las células del ectodermo (melanocitos, Schwann cells, neuronas) ^14. las células madre de la cresta neural upregulate el factor de transcripción SOX10 y se pueden aislar por fluorescencia de células activadas por la clasificación con anticuerpos frente a p75 y HNK1.

Las células de la cresta neural predestinadas a convertirse en melanocitos pasan por una etapa melanoblasto y regular al alza KIT y MITF (factor de transcripción asociado con microftalmia) ^6,21 MITF es un regulador maestro de desarrollo de melanocitos y es un factor de transcripción responsable de controlar gran parte del desarrollo de melanocitos ^{22- 24.} melanoblastos humanos migran a la capa basal de la epidermis donde residen ya sea en el bulto de pelo o rodeado por los queratinocitos en la epidermis (unidades formadoras de pigmentación) para servir como precursores de los melanocitos maduros, pigmentadas. La diferenciación y la maduración de melanoblastos en melanocitos pigmentados se produce concomitante con la colonización del bulbo piloso y la expresión de la vía de la producción de melanina (TYRP1, TYR, OCA2 yPMEL) ^25,26.

El aislamiento de melanocitos humanos y melanoblastos de pacientes es caro, difícil y limitando en cantidad. Este protocolo permite a los investigadores para diferenciar hPSCs (inducido o embrionaria) en los melanocitos o precursores de melanocitos en un método bien definido, rápido, reproducible, escalable y de bajo costo y sin la clasificación de células. El protocolo fue utilizado anteriormente para identificar defectos específicos de la enfermedad, cuando la diferenciación de células iPS de pacientes con trastornos de la pigmentación.