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Method Article
Ce protocole décrit une méthodologie pour isoler et identifier les cellules souches mésenchymateuses dérivées du tissu adipeux (CSM) de rats Sprague Dawley.
Les cellules mésenchymateuses adultes ont révolutionné la biologie moléculaire et cellulaire au cours des dernières décennies. Ils peuvent se différencier en différents types de cellules spécialisées, en plus de leur grande capacité d’auto-renouvellement, de migration et de prolifération. Le tissu adipeux est l’une des sources les moins invasives et les plus accessibles de cellules mésenchymateuses. Il a également été rapporté pour avoir des rendements plus élevés par rapport à d’autres sources, ainsi que des propriétés immunomodulatrices supérieures. Récemment, différentes procédures pour obtenir des cellules mésenchymateuses adultes à partir de différentes sources de tissus et d’espèces animales ont été publiées. Après avoir évalué les critères de certains auteurs, nous avons normalisé une méthodologie applicable à différents usages et facilement reproductible. Un pool de fraction vasculaire stromale (SVF) provenant de tissus adipeux périrénaux et épididymaires nous a permis de développer des cultures primaires avec une morphologie et une fonctionnalité optimales. Les cellules ont été observées collées à la surface plastique pendant 24 h et présentaient une morphologie semblable à celle d’un fibroblaste, avec des prolongements et une tendance à former des colonies. Des techniques de cytométrie en flux (FC) et d’immunofluorescence (IF) ont été utilisées pour évaluer l’expression des marqueurs membranaires CD105, CD9, CD63, CD31 et CD34. La capacité des cellules souches dérivées du tissu adipeux (CSA) à se différencier dans la lignée adipogène a également été évaluée à l’aide d’un cocktail de facteurs (4 μM d’insuline, 0,5 mM de 3-méthyl-iso-butyl-xanthine et 1 μM de dexaméthasone). Après 48 h, une perte progressive de la morphologie fibroblastoïde a été observée, et à 12 jours, la présence de gouttelettes lipidiques positives à la coloration rouge d’huile a été confirmée. En résumé, une procédure est proposée pour obtenir des cultures d’ASC optimales et fonctionnelles pour une application en médecine régénérative.
Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) ont fortement impacté la médecine régénérative en raison de leur grande capacité d’auto-renouvellement, de prolifération, de migration et de différenciation en différentes lignées cellulaires 1,2. Actuellement, de nombreuses recherches se concentrent sur leur potentiel pour le traitement et le diagnostic de diverses maladies.
Il existe différentes sources de cellules mésenchymateuses: moelle osseuse, muscle squelettique, liquide amniotique, follicules pileux, placenta et tissu adipeux, entre autres. Ils sont obtenus à partir de différentes espèces, y compris les humains, les souris, les rats, les chiens et les chevaux3. Les CSM dérivées de la moelle osseuse (CSMB) sont utilisées depuis de nombreuses années comme source majeure de cellules souches en médecine régénérative et comme alternative à l’utilisation de cellules souches embryonnaires4. Cependant, les CSM dérivées du tissu adipeux, ou cellules souches dérivées du tissu adipeux (CSA), sont une alternative importante avec de grands avantages en raison de leur facilité de collecte et d’isolement, ainsi que du rendement en cellules obtenues par gramme de tissu adipeux 5,6. Il a été signalé que le taux de récolte des ASC est généralement plus élevé que celui des CSB7. Il a été initialement proposé que la capacité réparatrice / régénérative des ASC était due à leur capacité à se différencier en d’autres lignées cellulaires8. Cependant, les recherches menées ces dernières années ont renforcé le rôle primordial des facteurs paracrines libérés par les ASC dans leur potentiel réparateur 9,10.
Le tissu adipeux (AT), en plus d’être une réserve d’énergie, interagit avec les systèmes endocrinien, nerveux et cardiovasculaire. Il est également impliqué dans la croissance et le développement postnatals, le maintien de l’homéostasie tissulaire, la réparation des tissus et la régénération. L’AT est composé d’adipocytes, de cellules musculaires lisses vasculaires, de cellules endothéliales, de fibroblastes, de monocytes, de macrophages, de lymphocytes, de préadipocytes et d’ASC. Ces derniers possèdent un rôle important en médecine régénérative en raison de leur faible immunogénicité11,12. Les ASC peuvent être obtenus par digestion enzymatique et traitement mécanique ou par explants de tissu adipeux. Les cultures primaires des ASC sont faciles à maintenir, à développer et à développer. La caractérisation phénotypique des ASC est essentielle pour vérifier l’identité des cellules en évaluant l’expression de marqueurs membranaires spécifiques à l’aide de méthodes telles que l’immunofluorescence et la cytométrie en flux13. L’International Federation for Adipose Therapeutics and Science (IFATS) et l’International Society for Cellular Therapy (ISCT) ont défini que les ASC expriment CD73, CD90 et CD105, tout en manquant de l’expression de CD11b, CD14, CD19, CD45 et HLA-DR14. Ces marqueurs, tant positifs que négatifs, sont donc considérés comme fiables pour la caractérisation des ASC.
Ce projet était axé sur la description d’une procédure d’isolement et d’identification de cellules mésenchymateuses adultes extraites de l’AT de rats, car cette source de cellules ne présente pas de défis éthiques, contrairement aux cellules souches embryonnaires. Cela solidifie la procédure en tant qu’option viable en raison de la facilité d’accès et de la méthode peu invasive par rapport aux cellules souches dérivées de la moelle osseuse.
Les cellules mésenchymateuses de cette source tissulaire jouent un rôle important dans la médecine régénérative en raison de leurs capacités immunomodulatrices et de leur faible rejet immunitaire. Par conséquent, la présente étude est un élément fondamental de la recherche future sur leur sécrétome et leur application en tant que thérapie régénérative dans différentes maladies, y compris les maladies métaboliques telles que le diabète.
Toutes les procédures expérimentales ont été effectuées conformément aux lignes directrices mexicaines sur les soins aux animaux, basées sur les recommandations de l’Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (Norma Oficial Mexicana NOM-062-200-1999, Mexique). Le protocole a été examiné, approuvé et enregistré par le Comité d’éthique pour la recherche en santé de l’Instituto Mexicano del Seguro Social (R-2021-785-092).
1. Ablation du tissu adipeux de rats par résection chirurgicale
2. Isolement des cellules mésenchymateuses du tissu adipeux
3. Maintien et expansion des cultures primaires de l’ASC
4. Caractérisation morphologique des cultures primaires ASC
5. Marqueurs d’expression des ASC par immunofluorescence
6. Marqueurs d’expression des ASC par cytométrie de flux
7. Différenciation des ASC par rapport à la lignée adipogène
Le tissu adipeux a été obtenu à partir de rats Sprague Dawley adultes âgés de 3 à 4 mois et pesant 401 ± 41 g (moyenne géométrique ± écart-type). Une valeur moyenne de 3,8 g de tissu adipeux pérididymaire et périrénal correspondait à l’analyse de 15 extractions expérimentales. Après 24 h de culture, les populations cellulaires sont restées collées à la surface plastique et présentaient une morphologie hétérogène. Le premier passage a été réalisé à 8 ± 2 jours, avec un rendement de 1,4 ± 0...
Au cours des quatre dernières décennies, depuis la découverte des CSM, plusieurs groupes de chercheurs ont décrit des procédures pour obtenir des CSM à partir de différents tissus et espèces. L’un des avantages de l’utilisation de rats comme modèle animal est leur facilité d’entretien et leur développement rapide, ainsi que la facilité d’obtenir des CSM à partir de tissu adipeux. Différentes sources tissulaires ont été décrites pour obtenir des ASC, telles que la graisse viscérale, périrénale,...
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas de conflit d’intérêts.
Les auteurs remercient l’Institut mexicain de sécurité sociale (IMSS) et l’Hôpital pour enfants du Mexique, Federico Gomez (HIMFG) et le personnel Bioterio de la coordination de recherche de l’IMSS, pour le soutien apporté à la réalisation de ce projet. Nous remercions le Conseil national de la science et de la technologie pour la bourse AOC (815290) et Antonio Duarte Reyes pour le soutien technique dans le matériel audiovisuel.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Amphotericin B | HyClone | SV30078.01 | |
Analytical balance | Sartorius | AX224 | |
Antibody anti- CD9 (C-4) | Santa Cruz | Sc-13118 | |
Antibody anti-CD34 (C-18) | Santa Cruz | Sc-7045 | |
Antibody anti-C63 | Santa Cruz | Sc-5275 | |
Antibody anti-Endoglin/CD105 (P3D1) Alexa Fluor 594 | Santa Cruz | Sc-18838A594 | |
Antibody anti-CD31/PECM-1 Alexa Fluor 680 | Santa Cruz | Sc-18916AF680 | |
Antibody Goat anti-rabitt IgG (H+L) Cy3 | Novus | NB 120-6939 | |
Antibody Donkey anti-goat IgG (H+L) DyLight 550 | Invitrogen | SA5-10087 | |
Antibody anti-mouse IgG FITC conjugated goat F (ab´) | RD Systems. | No. F103B | |
Bottle Top Filter Sterile | CORNING | 10718003 | |
Cell and Tissue Culture Flasks | BIOFIL | 170718-312B | |
Cell Counter Bright-Line Hemacytometer with cell counting chamber slides | SIGMA Aldrich | Z359629 | |
Cell wells: 6 well with Lid | CORNING | 25810 | |
Centrifuge conical tubes | HeTTICH | ROTANA460R | |
Centrifuge eppendorf tubes | Fischer Scientific | M0018242_44797 | |
Collagen IV | Worthington | LS004186 | |
Cryovial | SPL Life Science | 43112 | |
Culture tubes | Greiner Bio-One | 191180 | |
CytExpert 2.0 | Beckman Coulter | Free version | |
CytoFlex LX cytometer | Beckman Coulter | FLOW-2463VID03.17 | |
DMEM | GIBCO | 31600-034 | |
DMSO | SIGMA Aldrich | 67-68-5 | |
DraQ7 Dye | Thermo Sc. | D15106 | |
EDTA | SIGMA Aldrich | 60-00-4 | |
Eosin yellowish | Hycel | 300 | |
Ethanol 96% | Baker | 64-17-5 | |
Falcon tubes 15 mL | Greiner Bio-One | 188271 | |
Falcon tubes 50 mL | Greiner Bio-One | 227261 | |
Fetal Bovine Serum | CORNING | 35-010-CV | |
Gelatin | SIGMA Aldrich | 128111163 | |
Gentamicin | GIBCO | 15750045 | |
Glycerin-High Purity | Herschi Trading | 56-81-5 | |
Hematoxylin | AMRESCO | 0701-25G | |
Heracell 240i CO2 Incubator | Thermo Sc. | 50116047 | |
Ketamin Pet (Ketamine clorhidrate) | Aranda | SV057430 | |
L-Glutamine | GIBCO/ Thermo Sc. | 25030-081 | |
LSM software Zen 2009 V5.5 | Free version | ||
Biological Safety Cabinet Class II | NuAire | 12082100801 | |
Epifluorescent microscope | Zeiss Axiovert 100M | 21.0028.001 | |
Inverted microscope | Olympus CK40 | CK40-G100 | |
Non-essential amino acids 100X | GIBCO | 11140050 | |
Micro tubes 2 mL | Sarstedt | 72695400 | |
Micro tubes 1,5 mL | Sarstedt | 72706400 | |
Micropipettes 0.2-2 μL | Finnpipette | E97743 | |
Micropipettes 2-20 μL | Finnpipette | F54167 | |
Micropipettes 20-200 μL | Finnpipette | G32419 | |
Micropipettes 100-1000 μL | Finnpipette | FJ39895 | |
Nitrogen tank liquid | Taylor-Wharton | 681-021-06 | |
Paraformaldehyde | SIGMA Aldrich | SLBC3029V | |
Penicillin / Streptomycin | GIBCO/ Thermo Sc. | 15140122 | |
Petri dish Cell culture | CORNING Inc | 480167 | |
Pipet Tips | Axygen Scientific | 301-03-201 | |
Pisabental (pentobarbital sodium) | PISA Agropecuaria | Q-7833-215 | |
Potassium chloride | J.T.Baker | 7447-40-7 | |
Potassium Phosphate Dibasic | J.T Baker | 2139900 | |
S1 Pipette Fillers | Thermo Sc | 9531 | |
Serological pipette 5 mL | PYREX | L010005 | |
Serological pipette 10 mL | PYREX | L010010 | |
Sodium bicarbonate | J.T Baker | 144-55-8 | |
Sodium chloride | J.T.Baker | 15368426 | |
Sodium Phosphate Dibasic Anhydrous | J.T Baker | 7558-79-4 | |
Sodium pyruvate | GIBCO BRL | 11840-048 | |
Syringe Filter Sterile | CORNING | 431222 | |
Spectrophotometer | PerkinElmer Lambda 25 | L6020060 | |
Titer plate shaker | LAB-LINE | 1250 | |
Transfer pipets | Samco/Thermo Sc | 728NL | |
Trypan Blue stain | GIBCO | 1198566 | |
Trypsin From Porcine Pancreas | SIGMA Aldrich | 102H0234 | |
Tween 20 | SIGMA Aldrich | 9005-64-5 | |
Universal Blocking Reagent 10x | BioGenex | HK085-GP | |
Xilapet 2% (xylazine hydrochloride) | Pet's Pharma | Q-7972-025 |
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