Génération de rétine neurale à partir de cellules souches pluripotentes humaines

Résumé

Le présent protocole décrit un système optimisé d’induction neuronale de la rétine en 3D qui réduit l’adhésion et la fusion des organoïdes rétiniens avec une répétabilité et une efficacité élevées.

Résumé

La rétinopathie est l’une des principales causes de cécité dans le monde. L’étude de sa pathogenèse est essentielle pour le diagnostic précoce et le traitement rapide de la rétinopathie. Malheureusement, des obstacles éthiques entravent la collecte de preuves auprès des humains. Récemment, de nombreuses études ont montré que les cellules souches pluripotentes humaines (CSP) peuvent être différenciées en organoïdes rétiniens (OI) à l’aide de différents protocoles d’induction, qui ont un énorme potentiel dans la rétinopathie pour la modélisation de la maladie, le criblage de médicaments et les thérapies à base de cellules souches. Cette étude décrit un protocole d’induction optimisé pour générer une rétine neurale (NR) qui réduit considérablement la probabilité de vésiculation et de fusion, augmentant ainsi le taux de réussite de la production jusqu’au 60e jour. Basée sur la capacité des CSP à s’auto-réorganiser après dissociation, combinée à certains facteurs complémentaires, cette nouvelle méthode peut spécifiquement conduire à la différenciation des NR. De plus, l’approche est simple, rentable, présente une répétabilité et une efficacité remarquables, présente des perspectives encourageantes pour les modèles personnalisés de maladies rétiniennes et fournit un réservoir cellulaire abondant pour des applications telles que la thérapie cellulaire, le criblage de médicaments et les tests de thérapie génique.

Introduction

L’œil est la principale source d’information parmi les organes sensoriels humains, la rétine étant le principal tissu sensoriel visuel des yeux des mammifères¹. La rétinopathie est l’une des principales causes mondiales de maladies oculaires, conduisant à la cécité². Environ 2,85 millions de personnes dans le monde souffrent de divers degrés de déficience visuelle due à la rétinopathie³. Par conséquent, l’étude de sa pathogenèse est cruciale pour un diagnostic précoce et un traitement rapide. La plupart des études sur la rétinopathie humaine se sont principalement concentrées sur des modèles anima....

Protocole

Cette étude a été menée conformément aux principes de la Déclaration d’Helsinki et approuvée par le Comité d’éthique institutionnel de l’hôpital général de l’APL chinoise. La gamme WA09 (H9) ESC a été obtenue auprès de l’Institut de recherche WiCell.

1. Préparation des milieux de culture et des réactifs

1. Milieu de culture ESC humain et solution de passage
   1. Milieu d’entretien (MM) : Préparer 500 mL de MM complet (milieu de base + supplément 5x ; voir le tableau des matériaux) de manière aseptique. Décongeler 5x supplément à température ambiante (RT) ou toute la nuit à 2-8 °C. Bien mélanger av....

Discussion

Les OI humaines peuvent récapituler spatialement et temporellement le développement de la rétine fœtale, et les OI précoces présentent un degré élevé de similitude avec la rétine fœtale à des stades de développement équivalents¹⁵. En termes de morphologie tissulaire et d’expression moléculaire, l’OI humaine reflète étroitement l’état de croissance réel du tissu rétinien, offrant des opportunités énormes et sans précédent dans les domaines de la modélisation des malad.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.01 M TPBS	Servicebio	G0002	Washing slices
4% Paraformaldehyde	Servicebio	G1101-500ML	Fix retinal organoids
5 mL Pasteur pipette	NEST Biotechnology	318516	Pipette retinal organoids
96 V-bottomed conical wells	Sumitomo Bakelit	MS-9096VZ
Adhesion Microscope Slides	CITOTEST	188105	Fix slices
AggreWell medium	STEMCELL Technologies	5893	Medium
Anhydrous ethanol	SINOPHARM	10009218	Dehydrate
Anti-CHX10	Santa Cruz	sc-365519	Primary antibody
Antifade Solution	ZSGB-BIO	ZLI-9556
Anti-KI67	Abcam	ab16667	Primary antibody
Anti-NESTIN	Sigma	N5413	Primary antibody
Anti-Neuronal Class III β-Tubulin(TUJ1)	Beyotime	AT809	Primary antibody
Anti-PAX6	Abcam	ab195045	Primary antibody
Cell dissociation solution(CDS)	STEMCELL Technologies	7922	Cell dissociation
CHIR99021	Selleckchem	S2924	GSK-3α/β inhibitor
Cholesterol Lipid Concentrate	Gibco	12531018	250×
Citrate Antigen Retrieval Solution	Servicebio	G1202-250ML	20×, pH 6.0
CS10	STEMCELL Technologies	1001061	Cell Freezing Medium
DAPI	Roche	10236276001	Nuclear counterstain
Dimethyl sulfoxide(DMSO)	Sigma	D2650
DMEM/F12	Gibco	11330032	Medium
DMEM/F12-GlutaMAX	Gibco	10565018	Medium
Donkey anti-Mouse Alexa Fluor Plus 488	Invitrogen	A32766	Secondary Antibody
Donkey anti-Rabbit Alexa Fluor 568	Invitrogen	A10042	Secondary Antibody
Ethylene Diamine Tetraacetic Acid (EDTA)	Biosharp	BL518A	0.5 M, pH 8.0, cell dissociation
Extracellular matrix (ECM)	Corning	354277	Coating plates
F12-Glutamax	Gibco	31765035	Medium
Fetal Bovine Serum	Gibco	A5669701
Flow-like tissue cell quantitative analyzer	TissueGnostics	TissueFAXS Plus	Scan sections
IMDM-GlutaMAX	Gibco	31980030	Medium
IWR1-endo	Selleckchem	S7086	Wnt-inhibitor
KnockOut Serum Replacement	Gibco	10828028
LDN-193189 2HCl	Selleckchem	S7507	BMP-inhibitor
Low-adhesion 24-well Plates	Corning	3473
Low-adhesion 6-well Plates	Corning	3471
Maintenance medium (MM)	STEMCELL Technologies	85850	Medium
N2 supplement	Gibco	17502048
Normal Donkey Serum	Solarbio	SL050	Blocking buffer
Paraplast	Leica	39601006	Tissue embedding
PBS pH 7.4 basic (1x)	Gibco	C10010500BT	Without Ca+,Mg+
Reconbinant human bone morphogenetic protein-4(rhBMP4)	R&D	314-BP	Key protein factor
Retinoic acid	Sigma	R2625	Powder, keep out of light
SB431542	Selleckchem	S1067	ALK5-inhibitor
SU5402	Selleckchem	S7667	Tyrosine kinase inhibitor
Super PAP Pen	ZSGB-BIO	ZLI-9305
Taurine	Sigma	T0625-10G
Thioglycerol	Sigma	M1753
Triton X-100	Sigma	X100	Permeabilization
WA09 embryonic stem cell line	WiCell Research Institute		Cell line
Xylene	SINOPHARM	10023418	Dewaxing
Y-27632 2HCL	Selleckchem	S1049	ROCK-inhibitor