Крупномасштабное производство кардиомиоцитов из человеческих плюрипотентных стволовых клеток с использованием высокой воспроизводимостью Малый протокол Дифференциация Molecule на основе

Человеческие плюрипотентные стволовые клетки (hPSCs), в том числе человеческих эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (hiPSCs), обладают способностью к самообновлению и способностью дифференцироваться в клетки трех эмбриональных зародышевых листков ^1,2. Благодаря этим характеристикам, hPSCs обеспечивают ценную и неограниченный источник для генерации и масштабируемой производства болезней релевантных типов клеток для моделирования заболевания человека ^3-5, для высокой пропускной способности скрининга лекарственных средств и токсичности анализов ^6,7 и потенциально для клинического применения ⁸ , Генерация кардиомиоцитов из hPSCs дает возможность конкретно исследовать механизмы сложных сердечно-сосудистых заболеваний человека и их возможные процедуры, ранее выходящие за рамки наших возможностей из-за отсутствия соответствующих моделей животных и / или наличия пострадавших первичных тканей.

Все вышеупомянутые применения hPSCs пecessitate производство огромного количества высокообогащенного и функциональных кардиомиоцитов. Таким образом, наличие эффективной, воспроизводимый и масштабируемый в пробирке сердца протокола дифференцировки подходит для нескольких линий HPSC имеет решающее значение. Обычные протоколы кардиомиоцитов дифференциации использовали различные стратегии , такие как формирование эмбриоидного тела ^{9, 10} методов совместного культивирования, индукцию с коктейлями цитокинов ¹¹ и методов белка трансдукции ^12. Несмотря на достижения в области этих технологий, большинство по-прежнему страдают от низкой эффективности, требуют дорогих факторов роста, или предлагают ограниченную универсальность при попытке использовать несколько строк HPSC. На сегодняшний день эти проблемы установили пределы производства HPSC-производных кардиомиоцитов для исследований клеточной терапии на животных моделях, а также в фармацевтической промышленности для обнаружения наркотиков ^13. Поэтому разработка надежных и доступных методов для большого-scale производство функциональных HPSC-производных кардиомиоцитов в масштабируемых системах культивирования будет в значительной степени способствовать их коммерческих и клинических приложений.

В этой рукописи, мы сообщаем о разработке экономически эффективной и комплексной сердечной системы дифференциации с высокой эффективностью, воспроизводимости и применимости к ЭСК и hiPSCs, генерируемых из различных источников и методов культуры, в том числе метод для крупномасштабного производства высокообогащенного обогащенные популяции HPSC-производных кардиомиоцитов с использованием биореактора. Кроме того, мы оптимизировали этот протокол для линий HPSC не приспособленных к фидерных свободных и / или отдельно взятой культуре клеток, таких как вновь созданных hiPSCs или больших когорт HPSC линий, имеющих отношение к анализу механизма заболевания.