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Method Article
Dieses Protokoll beschreibt detailliert alle Schritte zur Gewinnung von Leukofilter-abgeleiteten CD34+ hämatopoetischen Vorläufern und deren In-vitro-Differenzierung und Reifung zu proplatlettragenden Megakaryozyten, die in der Lage sind, Blutplättchen im Kulturmedium freizusetzen. Dieses Verfahren ist nützlich für die eingehende Analyse zellulärer und molekularer Mechanismen, die die Megakaryopoese kontrollieren.
Die In-vitro-Expansion und Differenzierung menschlicher hämatopoetischer Vorläufer in Megakaryozyten, die in der Lage sind, Proplatelette zu verlängern und Blutplättchen freizusetzen, ermöglicht eine eingehende Untersuchung der Mechanismen, die der Thrombozytenbiogenese zugrunde liegen. Verfügbare Kulturprotokolle basieren meist auf hämatopoetischen Vorläufern, die aus Knochenmark oder Nabelschnurblut gewonnen werden, was eine Reihe ethischer, technischer und wirtschaftlicher Bedenken aufwirft. Wenn es bereits verfügbare Protokolle zur Gewinnung von CD34-Zellen aus peripherem Blut gibt, schlägt dieses Manuskript ein einfaches und optimiertes Protokoll zur Gewinnung von CD34+-Zellen aus Leukodepletionsfiltern vor, die in Blutzentren leicht verfügbar sind. Diese Zellen werden aus Leukodepletionsfiltern isoliert, die bei der Herstellung von Bluttransfusionsprodukten verwendet werden, was acht Blutspenden entspricht. Diese Filter sollen verworfen werden. Ein detailliertes Verfahren zur Entnahme hämatopoetischer Vorläufer, die als CD34+-Zellen identifiziert wurden, aus diesen Filtern wird beschrieben. Die Methode, um reife Megakaryozyten zu erhalten, die Proplatele verlängern, während ihre phänotypische Evolution diskutiert wird, wird ebenfalls detailliert beschrieben. Schließlich stellt das Protokoll eine kalibrierte Pipettiermethode vor, um Thrombozyten, die morphologisch und funktionell nativen ähnlich sind, effizient freizusetzen. Dieses Protokoll kann als Grundlage für die Bewertung pharmakologischer Verbindungen dienen, die in verschiedenen Schritten des Prozesses wirken, um die zugrunde liegenden Mechanismen zu sezieren und sich den In-vivo-Thrombozytenausbeuten zu nähern.
Blutplättchen stammen aus spezialisierten großen polyploiden Zellen, den Megakaryozyten (MK), die aus einem konstanten und fein abgestimmten Produktionsprozess stammen, der als Megakaryopoese (MKP) bekannt ist. An der Spitze dieses Prozesses stehen hämatopoetische Stammzellen, die in Kontakt mit der Knochenmarkumgebung (Zytokine, Transkriptionsfaktoren, hämatopoetische Nische) in der Lage sein werden, sich zu vermehren und sich zu hämatopoetischen Vorläufern (HP) zu differenzieren, die in der Lage sind, sich auf den megakaryozytären Weg zu begeben, was zu unreifen MKsführt 1. Unter dem Einfluss verschiedener Zytokine, insbesondere Thrombopoietin (TPO), das das Hauptzytokin von MKP ist; Das MK wird dann zwei Hauptreifungsstadien durchlaufen: Endomitose und die Entwicklung von Demarkationsmembranen (DMS). Dieses voll ausgereifte MK erscheint dann in der Nähe eines sinusförmigen Gefäßes, in dem es zytoplasmatische Erweiterungen, die Proplatele, emittieren kann, die unter dem Blutfluss freigesetzt und anschließend in funktionelle Blutplättchen umgewandelt werden2. Das Klonen von TPO im Jahr 19943 gab der MKP-Untersuchung einen Schub, indem es die Entwicklung von In-vitro-Kulturtechniken beschleunigte, die eine HP-Differenzierung und MK-Reifung ermöglichen.
Es gibt viele Pathologien, die Blutplättchen betreffen, sowohl in Bezug auf die Thrombozytenzahl (Zunahme oder Abnahme) als auch auf die Funktion4,5. Die Möglichkeit, MKP in vitro aus humanem HP zu rekapitulieren, könnte das Verständnis der molekularen und zellulären Mechanismen, die diesem Prozess zugrunde liegen, und letztendlich das therapeutische Management von Patienten verbessern.
Verschiedene Quellen menschlicher HP sind geeignet: Nabelschnurblut, Knochenmark und peripheres Blut6,7,8. Die Gewinnung von HP aus peripherem Blut wirft weniger logistische und ethische Probleme auf als ihre Wiederherstellung aus Nabelschnurblut oder dem Knochenmark. HP kann aus Leukapherese oder Buffy Coat gewonnen werden, aber diese Quellen sind teuer und nicht immer in Blutzentren verfügbar. Andere Protokolle, die kostengünstiger und einfacher durchzuführen sind, ermöglichen die direkte Wiederherstellung von humanen peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs), ohne dass eine vorherige CD34-gesteuerte Isolierungerforderlich ist 4,8. Die Reinheit der Megakaryozyten ist mit dieser Methode jedoch nicht zufriedenstellend und eine Auswahl von CD34+ Zellen aus PBMC wird für eine optimale Differenzierung in MK empfohlen. Dies führte uns dazu, eine HP-Reinigung aus Leukoreduktionsfiltern (LRF) zu implementieren, die routinemäßig in Blutbanken verwendet wird, um weiße Blutkörperchen zu entfernen und somit unerwünschte immunologische Reaktionen zu vermeiden9. Seit 1998 werden Thrombozytenkonzentrate in Frankreich automatisch leukodepleiert. Am Ende dieses Prozesses werden LRF verworfen und alle in der LRF zurückgehaltenen Zellen werden zerstört. Zellen in LRFs sind daher ohne zusätzliche Kosten leicht verfügbar. LRFs haben einen zellulären Gehalt, der dem durch Leukapherese oder in Buffy Coats erhaltenen Gehalt nahe kommt, insbesondere in ihrer Zusammensetzung von CD34 + HP, was sie zu einer bemerkenswert attraktiven Quellemacht 10. Es wurde bereits nachgewiesen, dass LRF als humane HP-Quelle Zellen mit intakten funktionellen Kapazitäten versorgt11. Diese Quelle hat den Vorteil, dass sie reichlich vorhanden und für die Laborforschung erschwinglich ist. In diesem Zusammenhang beschreibt dieser Artikel sukzessive: i) die Extraktion und Auswahl von CD34+ HP aus LRFs; ii) eine zweiphasig optimierte Kultur, die das Engagement von HP in den megakaryozytären Signalweg und die Reifung von MK, das Proplatele emittieren kann, rekapituliert; iii) ein Verfahren zur effizienten Freisetzung von Blutplättchen aus diesen MK; und iv) ein Verfahren zur Phänotypisierung von MK und kultivierten Blutplättchen.
Kontrollproben von menschlichen Kontrollproben wurden von Freiwilligenblutspendern erhalten, die eine schriftliche Einverständniserklärung gaben, die von dem Bluttransfusionszentrum rekrutiert wurde, in dem die Forschung durchgeführt wurde (Etablissement Français du Sang-Grand Est). Alle Verfahren wurden vom französischen Ministerium für Hochschulbildung und Forschung registriert und genehmigt und unter der Nummer AC_2015_2371 registriert.Die Spender gaben ihre Zustimmung in der CODHECO-Nummer AC- 2008 - 562 Einverständniserklärung, damit die Proben für Forschungszwecke verwendet werden können. Studien am Menschen wurden gemäß der Erklärung von Helsinki durchgeführt.
1. Extraktion und Selektion von CD34+ Zellen (HP) aus LRF
Abbildung 1: LRF-Rückspülmodalitäten. (A) Repräsentatives Schema von (i) der sterilen Verbindung des Transferbeutels mit der LRF und (ii) des Schlauchsatzes mit der LRF. (B) Repräsentatives Schema des Anschlusses der Spritzen zur Zellentnahme. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
2. Kultur und Differenzierung von CD34+-Zellen zur Herstellung reifer Proplatlet-tragender Megakaryozyten
HINWEIS: Zellkulturprotokoll (Abbildung 3A), repräsentatives Schema des Zellkulturverfahrens werden in diesem Abschnitt beschrieben.
3. Durchflusszytometrie-Analyse (MK-Phänotypisierung und kultivierte Thrombozytenzahl)
HINWEIS: Dieses Protokoll kann auf die Phänotypisierung der Zellen an den ausgewählten Kulturtagen angewendet werden. Es erlaubt auch die Bestimmung der Anzahl der kultivierten Thrombozytenfreisetzung (Abbildung 4A, B).
Extraktion und Selektion von CD34+ Zellen aus LRFs
Hier beschreibt die methode, abgeleitet von Peytour et al.9, die Extraktion und Selektion von CD34+ Zellen aus verworfenen LRFs, die in Blutbanken nach Leukozytenentfernung verfügbar sind. Nach dem Rückspülverfahren werden in der Regel 1,03 x 109 ± 2,45 x10 8 Zellen/LRF (Mittelwert±SEM; n = 155) mit einer Lebensfähigkeit von 94,88 ± 0,10% gewonnen (Abbildung 2A
Dieses Protokoll beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von MK, das in der Lage ist, Proplatelets aus blutabgeleitetem HP zu emittieren und Blutplättchen aus dem Kulturmedium freizusetzen. HP werden aus LRF gewonnen, einem Nebenprodukt der Blutbanken, das verwendet wird, um kontaminierende Leukozyten aus zellulären Blutprodukten zu entfernen und Nebenwirkungen zu vermeiden. Obwohl diese Methode relativ einfach ist, verdienen einige Punkte besondere Aufmerksamkeit.
Die Abscheidung der Zells...
Die Autoren haben nichts preiszugeben.
Diese Arbeit wurde von ANR (Agence National de la Recherche) Grant ANR- 17-CE14-0001-1 unterstützt.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
7-AAD | Biolegend | 558819 | |
ACD | EFS-Alsace | NA | |
Anti-CD34-PE | Miltenyi biotec | 130-081-002 | |
Anti-CD34-PECy7 | eBioscience | 25-0349-42 | |
Anti-CD41-Alexa Fluor 488 | Biolegend | 303724 | |
Anti-CD42a-PE | BD Bioscience | 559919 | |
Apyrase | EFS-Alsace | NA | |
BD Trucount Tubes | BD Bioscience | 340334 | |
CD34 MicroBead Kit UltraPure, human | Miltenyi biotec | 130-100-453 | |
Centrifuge | Heraeus | Megafuge 1.OR | Or equivalent material |
Compteur ADAM | DiagitalBio | NA | Or equivalent material |
Cryotubes | Dutscher | 55002 | Or equivalent material |
Dextran from leuconostoc spp | Sigma | 31392-50g | Or equivalent material |
DMSO Hybri-max | Sigma | D2650 | |
EDTA 0.5 M | Gibco | 15575-039 | |
Eppendorf 1,5 mL | Dutscher | 616201 | Or equivalent material |
Filtration unit Steriflip PVDF | Merck Millipore Ltd | SE1M179M6 | |
Flow Cytometer | BD Bioscience | Fortessa | |
Human LDL | Stemcell technologies | #02698 | |
ILOMEDINE 0,1 mg/1 mL | Bayer | MA038EX | |
Inserts | Fenwal | R4R1401 | Or equivalent material |
Laminar flow hood | Holten | NA | Archived product |
LS Columms | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
Lymphoprep | Stemcell | 7861 | |
Pen Strep Glutamine (100x) | Gibco | 10378-016 | |
PBS (-) | Life Technologies | 14190-169 | Or equivalent material |
PGi2 | Sigma | P6188 | |
Poches de transferts 600ml | Macopharma | VSE4001XA | |
Pre-Separation Filters (30µm) | Miltenyi Biotec | 130-041-407 | |
StemRegenin 1 (SR1) | Stemcell technologies | #72344 | |
StemSpan Expansion Supplement (100x) | Stemcell technologies | #02696 | |
StemSpan-SFEM | Stemcell technologies | #09650 | |
Stericup Durapore 0,22µm PVDF | Merck Millipore Ltd | SCGVU05RE | |
SVF Hyclone | Thermos scientific | SH3007103 | |
Syringues 30 mL | Terumo | SS*30ESE1 | Or equivalent material |
Syringe filters Millex 0,22µM PVDF | Merck Millipore Ltd | SLGV033RB | |
TPO | Stemcell technologies | #02822 | |
Tubes 50 mL | Sarstedt | 62.548.004 PP | Or equivalent material |
Tubes 15 mL | Sarstedt | 62.554.001 PP | Or equivalent material |
Tubulures | B Braun | 4055137 | Or equivalent material |
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