Ce protocole fournit une méthode sans enzyme s’est dissipée des cellules souches mésenchymales à partir d’échantillons d’abdominoplastie et de lipoaspirate à l’aide d’une méthode d’explantation. L’absence d’enzymes dures ou d’étapes de centrifugation prévoit des cellules souches cliniquement pertinentes qui peuvent être utilisées pour des études in vitro ou transférées à la clinique.
Les cellules souches mésenchymales (MSC) sont une population de cellules multipotentes qui peuvent être isolées de divers tissus adultes et foetaux, y compris le tissu adipeux. En tant que type de cellule cliniquement pertinent, des méthodes optimales sont nécessaires pour isoler et étendre ces cellules in vitro. La plupart des méthodes d’isolement des MSC dérivées de l’adipeux (ADSC) reposent sur des enzymes dures, comme la collagène, pour digérer le tissu adipeux. Cependant, bien qu’efficaces pour décomposer le tissu adipeux et produire une récupération élevée d’ADSC, ces enzymes sont chères et peuvent avoir l’effet préjudiciable sur les ADSC – y compris les risques d’utiliser des composants xénogéniques dans des applications cliniques. Ce protocole détaille une méthode pour isoler les ADSC des échantillons frais de lipoaspirate et d’abdominoplastie sans enzymes. En bref, cette méthode repose sur la dissociation mécanique de tout tissu en vrac suivie d’un système de culture de type explante. Les ADSC sont autorisés à migrer hors des tissus et à la plaque de culture tissulaire, après quoi les ADSC peuvent être cultivés et étendus in vitro pour n’importe quel nombre d’applications de recherche et/ou cliniques.
Les cellules souches mésenchymales (MSC) sont une classe de cellules souches adultes multipotentes qui peuvent être isolées de divers tissus adultes et foetaux, y compris des tissus adipeux. Ces cellules sont un type de cellules attrayant pour la recherche fondamentale et les applications cliniques en raison de leur plasticité pour différencier en cellules de toutes les couches germinales in vitro, traverser les barrières allogéniques, la maison à des zones d’inflammation, et supprimer l’inflammation (révisé dans Sherman, et al.1). Les MSC dérivés de l’adipose (AsPc) sont particulièrement attrayants en raison de leur facilité d’obtention, car le tissu adipeux est généralement considéré comme tissu de rejet suivant des procédures courantes de liposuccion et d’abdominoplastie. Cependant, une fois obtenus, les échantillons sont généralement soumis à des conditions difficiles – soit une condition enzymatique ou une centrifugation – afin d’isoler les ASC2,3. Cette méthode illustre une procédure simple pour isoler les ASC à l’aide d’une méthode d’explantation, en l’absence de mesures enzymatiques ou de centrifugation sévères.
La méthode la plus courante d’isoler les ASC consiste à laver un échantillon adipeux, à digérer l’échantillon avec de la collagène, à centrifuer l’échantillon, et enfin à lyser les globules rouges avant de cultiver les ASC4. Bien qu’il soit efficace pour isoler un rendement élevé des ASC, l’utilisation de composants xénogéniques (p. ex., digestion enzymatique avec collagène) est considérée comme plus que « minimalement manipulée » par la Food and Drug Administration des États-Unis, et peut poser des risques tels que la réaction immunitaire, interdisant l’utilisation des cellules dans la clinique5,6. Pour minimiser les risques des composants xénogéniques, de nombreux groupes ont suggéré des enzymes non animales dérivées et fabriquées pour digérer le tissu adipeux. Cependant, ces enzymes sont encore dures, et peuvent altérer le phénotype cellulaire7.
D’autres méthodes d’isolement des ASC incluent la centrifugation à grande vitesse, l’utilisation de forces aussi élevées que 1 200 x g,et le vortex ingagépour isoler les ASC8. Même des forces aussi basses que 400 x g étaient suffisantes pour isoler les ASC viables9. Bien que ces cellules produisent une grande quantité de cellules viables, de nombreux protocoles n’ont pas proliférer au-delà de 14 jours8. En outre, l’isolement mécanique donne moins de cellules récupérées que la digestion enzymatique, mais une proportion plus élevée de cellules isolées étaient des ASC par rapport à d’autres cellules endogènes pour adipeux tissu au passage 010.
L’isolement d’une population plus pure et plus viable d’ASC en moins de temps, couplé avec le coût et les risques des composants xénogéniques, rend la digestion enzymatique de moins en moins attrayante pour la traduction à la clinique. Bien que l’isolement mécanique soit d’abord une approche favorable, il existe une disparité importante dans les méthodes utilisées, et le volume de tissu traité est limité à la taille des unités centrifuges spécialisées, et peut dépendre de la cohérence de l’opérateur2.
Tandis que la digestion enzymatique et la centrifugation produisent rapidement un volume élevé d’ASC, ces cellules isolées montrent des changements phénotypiques, donnant des questions au sujet de leur comportement une fois retournés à un patient2. Une méthode d’isolement à base d’explantation, telle que décrite dans ce protocole, est ainsi utilisée par certains groupes, par lequel les AsC migrent à partir de petits morceaux de tissu adipeux solide3,11,12. Cette migration est probablement un effet des cellules étant attirées vers les médias riches en nutriments. Comme d’autres populations de MSC, les NAs adhèrent au plastique, et survivent et prolifèrent dans les médias utilisés de culture de tissu (composants ci-dessous), permettant leur isolement des autres types de cellules du tissu adipeux. Tandis que moins de cellules sont au commencement récupérées — prenant souvent la semaine jusqu’à ce que les cellules soient visibles sur la plaque de culture de tissu – ces ASC non manipulés prolifèrent in vitro, permettant l’expansion des cellules aux volumes médicalement pertinents11,12,13.
Les AsC sont une source attrayante de MSC en raison de l’accès facile du tissu. Pour les applications cliniques et de recherche, les scientifiques doivent garder à l’esprit la variabilité des donneurs lors de l’isoler et de la culture de ces cellules. Pour des raisons qui n’ont pas encore été élucidées, les MSC de différents donneurs montrent des capacités différentes de proliférer in vitro, ce qui affectera par la suite la migration de l’ASC hors de la capacité d’explantation et de prolifération adipeuses. Bien que la variabilité puisse être observée dans le temps qu’il faut aux ASC isolés de ces explants exempts d’enzymes pour atteindre la confluence, il était rare qu’un échantillon ne prolifère pas in vitro.
Au-delà de la variabilité du donneur, la source la plus probable de l’échec des cellules à migrer hors du tissu et/ou à proliférer in vitro est la durée pendant laquelle le tissu a été stocké avant le traitement. Lorsque les échantillons ont été autorisés à s’asseoir pendant 12 h avant le traitement ou n’ont pas été maintenus humides entre la récolte et le traitement, des taux de migration et de prolifération plus faibles ont été observés. Les seuls échantillons qui souvent n’ont pas prolifèrent étaient des échantillons d’abdominoplastie qui n’étaient pas conservés humides avec une solution saline : dans ces cas, le tissu au centre du bloc tissulaire était souvent assez humide pour être traité, mais devait parfois être jeté. Il est donc essentiel de garder le tissu humide du moment de la récolte jusqu’au traitement.
Dans les cas où les ASC ne sont pas observés sur la plaque à la marque d’une semaine, les explants adipeux doivent toujours être retirés des plaques de culture tissulaire de peur que la nécrose tissulaire se produise. Parfois, il y a trop peu de cellules pour s’identifier facilement, mais ces quelques cellules seront capables de s’étendre dans le système culturel. Si les cellules ne sont toujours pas observées à 3 semaines, l’isolement doit être considéré comme échoué.
Dans certains cas, en particulier de l’abdominoplastie, il n’est pas possible d’obtenir un échantillon véritablement aseptique en raison des limitations dans l’arène chirurgicale. S’il n’est pas possible d’utiliser un vaisseau stérile pour transporter le tissu de la salle d’opération à une hotte à écoulement laminaire, enlever le 1 cm externe du tissu est généralement suffisant pour prévenir la contamination par les microorganismes. Si l’échantillon d’abdominoplastie est attaché à la peau, la peau peut être essuyée avec 70% d’éthanol pour stériliser cette surface avant de mincing le tissu adipeux.
Pendant le processus de mincing, il est essentiel que le tissu soit haché en petits morceaux fins. Si les explants sont trop gros, il n’y aura pas suffisamment de surface pour que les ASC migrent hors du tissu et sur la plaque. En outre, il est essentiel que le tissu ne reste pas dans la plaque plus longtemps que nécessaire de peur que le tissu devienne nécrotique.
Une limitation de cette méthode est l’utilisation d’une enzyme (dans le protocole décrit, trypsine) pour détacher les ASC pendant le processus de culture tissulaire. D’autres enzymes non animales, comme l’Accutase, peuvent être remplacées pour éliminer le besoin de produits d’origine animale, mais cela augmentera le coût de la culture tissulaire. Pour cette raison, entre autres, de nombreux groupes étudient des méthodes de culture tissulaire non bidimensionnelles telles que les bioréacteurs et les systèmes à base d’échafaudages pour augmenter le potentiel de croissance du SMS tout en minimisant la nécessité de détacher les cellules de leur substrat22.
Lors du déplacement des AsC à la clinique, une limitation majeure de la méthode d’isolement des explantations est la dépendance à une bonne pratique de fabrication (GMP) installation de culture tissulaire de niveau, que de nombreux centres médicaux manquent. Dans ces cas, n’importe laquelle des méthodes auto-fermées disponibles dans le commerce à base d’enzymes ou de centrifugation devrait être utilisée. Toutefois, à mesure que les installations de GMP deviennent plus répandues, on s’attend à ce que cet effet soit limité. En attendant, même de telles installations dépourvues d’installations de culture tissulaire GMP peuvent envisager d’utiliser la méthode d’explantation pour étudier les ASC in vitro: moins la manipulation, plus ces cellules sont semblables à leurs homologues in vivo11.
Cette méthode fournit un moyen simple d’isoler les ASC du tissu adipeux — à la fois les lipoaspirates et les abdominoplasties — en l’absence d’enzymes dures ou d’étapes de centrifugation. Bien que le rendement initial des ASC soit inférieur à celui des autres méthodes, les AsC prolifèrent in vitro, minimisant ainsi l’effet du rendement initial inférieur. L’absence de manipulation excessive ou énergique rend les ASC isolés d’une manière particulièrement pertinente, puisqu’il y a moins de questions (c.-à-d. si les effets observés sont dus aux cellules elles-mêmes ou à la manipulation des cellules pendant le processus d’isolement ).
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs n’ont aucune reconnaissance
Dimethyl Sulfoxide | Fisher Bioreagents | BP231 | |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium – high glucose | Sigma-Aldrich | D5671 | |
Falcon 3003 tissue culture plates | Corning | Corning | |
Fetal Bovine Serum | Sigma-Aldrich | F2442 | serum is batch tested to ensure it supports MSC growth |
L-Glutamine solution | Sigma-Aldrich | G7513 | |
Mr. Frosty | Nalgene | 5100-0001 | |
Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333 | |
Trypsin-EDTA solution | Sigma-Aldrich | T4049 |