Diferenciação neuronal de células-tronco embrionárias do rato in vitro

As células-tronco embrionárias (ESCs) são pluripotentes e podem se diferenciar em células precursoras neurais (NPCs) e, posteriormente, em neurônios sob certas condições¹. A neurogênese baseada em ESC fornece a melhor plataforma para imitar neurogênese, servindo assim como uma ferramenta útil para estudos de biologia do desenvolvimento e potencialmente auxiliar na medicina regenerativa^2,3. Nas últimas décadas, muitas estratégias foram relatadas para induzir neurogênese embrionária, como o método transgênico⁴, utilizando pequenas moléculas⁵, utilizando um microambiente de matriz^{3D 6}, e a técnica de cocultura⁷. No entanto, a maioria desses protocolos são limitados ou difíceis de operar, portanto, não são adequados para uso na maioria dos laboratórios.

Para encontrar um método fácil de operar e de baixo custo para obter uma diferenciação neural eficiente dos mESCs, uma estratégia de triagem combinatória foi usada aqui. Conforme descrito na Figura 1,todo o processo de neurogênese embrionária foi dividido em 2 fases. A fase I refere-se ao processo de diferenciação dos mESCs em NPCs, e a fase II refere-se à diferenciação subsequente dos NPCs em neurônios. Com base nos princípios de fácil operação, baixo custo, materiais facilmente disponíveis e alta eficiência de diferenciação, foram escolhidos sete protocolos na Fase I e três na Fase II com base no sistema tradicional de cultura monocamadas aderente ou no sistema de formação corporal embrionário^8,9. A diferenciação de eficiência dos protocolos em ambas as fases foi avaliada por meio da observação da morfologia celular e do ensaio de imunofluorescência. Através da combinação do protocolo mais eficiente de cada fase, estabelecemos o método otimizado para diferenciação neural dos mESCs.