Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
Настоящий протокол описывает оптимизированную процедуру культивирования гемопоэтических стволовых и клеток-предшественников (HSPC) для надежного приживления генетически отредактированных клеток in vivo.
CRISPR/Cas9 является очень универсальным и эффективным инструментом редактирования генов, широко используемым для коррекции различных генетических мутаций. Возможность генных манипуляций с гемопоэтическими стволовыми и прогениторными клетками (HSPCs) in vitro делает HSPC идеальной клеткой-мишенью для генной терапии. Однако HSPC умеренно теряют свой потенциал приживления и многолинейной репопуляции в культуре ex vivo . В настоящем исследовании описаны идеальные условия культивирования, которые улучшают приживление HSPC и генерируют увеличенное количество генно-модифицированных клеток in vivo. В текущем отчете показаны оптимизированные условия культивирования in vitro , включая тип питательных сред, уникальные добавки коктейля с малыми молекулами, концентрацию цитокинов, пластины клеточной культуры и плотность культуры. В дополнение к этому, оптимизированная процедура редактирования генов HSPC, наряду с проверкой событий редактирования генов, предоставляется. Для валидации in vivo отображается генетически отредактированная инфузия HSPCs и анализ после приживления у реципиентов мышей. Результаты показали, что система культивирования увеличивает частоту функциональных ГСК in vitro, что приводит к надежному приживлению генетически отредактированных клеток in vivo.
Недоступность для доноров, соответствующих лейкоцитарному антигену человека (HLA), в условиях аллогенной трансплантации и быстрое развитие очень универсальных и безопасных инструментов генной инженерии делают аутологичную трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток (HSCT) лечебной стратегией лечения наследственных заболеваний крови 1,2. Аутологичная генная терапия гемопоэтическим стволовым и прогениторным клетками (HSPC) включает в себя сбор HSPC пациентов, генетические манипуляции, коррекцию болезнетворных мутаций и трансплантацию генно-скорректированных HSPC пациенту 3,4. Однако успешный результат генной терапии зависит от качества трансплантируемого генно-модифицированного трансплантата. Этапы генной манипуляции и культура ex vivo HSPC влияют на качество трансплантата, уменьшая частоту долговременных гемопоэтических стволовых клеток (LT-HSC), что требует инфузии больших доз генно-манипулируемых HSPC 2,5,6.
Несколько малых молекул, включая SR1 и UM171, в настоящее время используются для расширения HSPC пуповинной крови надежно 7,8. Для взрослых HSPC из-за более высокого выхода клеток, полученного при мобилизации, устойчивое расширение не требуется. Тем не менее, сохранение стволовых связей изолированных HSPC в культуре ex vivo имеет решающее значение для применения генной терапии. Поэтому подход, ориентированный на обогащение культуры гемопоэтическими стволовыми клетками (ГСК), разработан с использованием комбинации малых молекул: ресвератрола, UM729 и SR1 (RUS)7. Оптимизированные условия культивирования HSPC способствуют обогащению ГСК, что приводит к увеличению частоты генно-модифицированных ГСК in vivo, и уменьшают потребность в генном манипулировании большими дозами HSPC, способствуя экономически эффективным подходам генной терапии8.
Здесь описан комплексный протокол для культуры HSPC, а также инфузия и анализ генетически отредактированных клеток in vivo.
Эксперименты in vivo на иммунодефицитных мышах были одобрены и проведены в соответствии с руководящими принципами Комитета по этике животных Института (IAEC), Христианского медицинского колледжа, Веллор, Индия. Образцы периферической крови, мобилизованные гранулоцитарным колониестимулирующим фактором (G-CSF), были взяты у здоровых доноров человека с информированного согласия после получения одобрения Институционального наблюдательного совета (IRB).
1. Выделение мононуклеарных клеток периферической крови (PBMNC) и очистка CD34 + клеток
2. Культура очищенных HSPC in vitro
3. Редактирование генов HSPC
4. Валидация событий редактирования генов в HSPC
5. Трансплантация генетически отредактированных HSPC
6. Оценка потенциала краткосрочного приживления
7. Оценка долгосрочного потенциала приживления
8. Иммунофенотипирование
9. Оценка частоты редактирования генов в приживленных мононуклеарных клетках костного мозга
Настоящее исследование определяет идеальные условия культивирования HSPC, которые облегчают удержание CD34 + CD133 + CD90 + HSC в культуре ex vivo. Чтобы продемонстрировать обогащение культуры ГСК наряду с усиленной генерацией генно-модифицированных ГСК, приведены оптимизиро...
Успешный результат генной терапии HSPC зависит преимущественно от качества и количества приживляемых ГСК в трансплантате. Тем не менее, функциональные свойства ГСК сильно влияют на подготовительном этапе продуктов генной терапии, в том числе культурой in vitro и токсичностью, связанн?...
Авторы заявляют, что конкурирующих финансовых интересов не существует.
Авторы хотят отметить персонал установки проточной цитометрии и животноводческой установки CSCR. A.C. финансируется стипендией ICMR-SRF, K.V.K. финансируется стипендией DST-INSPIRE, а P.B. финансируется стипендией CSIR-JRF. Эта работа финансировалась Департаментом биотехнологии правительства Индии (грант No BT/PR26901/MED/31/377/2017 и BT/PR31616/MED/31/408/2019)
Name | Company | Catalog Number | Comments |
4D-Nucleofector® X Unit | LONZA BIOSCIENCE | AAF-1003X | |
4D-Nucleofector™ X Kit ( 16-well Nucleocuvette™ Strips) | LONZA BIOSCIENCE | V4XP-3032 | |
Antibiotic-Antimycotic (100X) | THERMO SCIENTIFIC | 15240096 | |
Anti-human CD45 APC | BD BIOSCIENCE | 555485 | |
Anti-human CD13 PE | BD BIOSCIENCE | 555394 | |
Anti-human CD19 PerCP | BD BIOSCIENCE | 340421 | |
Anti-human CD3 PE-Cy7 | BD BIOSCIENCE | 557749 | |
Anti-human CD90 APC | BD BIOSCIENCE | 561971 | |
Anti-human CD133/1 | Miltenyibiotec | 130-113-673 | |
Anti-human CD34 PE | BD BIOSCIENCE | 348057 | |
Anti-mouse CD45.1 PerCP-Cy5 | BD BIOSCIENCE | 560580 | |
Blood Irradator-2000 | BRIT (Department of Biotechnology, India) | BI 2000 | |
Cell culture dish (delta surface-treated 6-well plates) | NUNC (THERMO SCIENTIFIC) | 140675 | |
CrysoStor CS10 | BioLife solutions | #07952 | |
Busulfan | CELON LABS (60mg/10mL) | - | |
Guide-it Recombinant Cas9 | TAKARA BIO | 632640 | |
Cas9-eGFP | SIGMA | C120040 | |
Centrifuge tube-15ml | CORNING | 430790 | |
Centrifuge tube-50ml | NUNC (THERMO SCIENTIFIC) | 339652 | |
DMSO | MPBIO | 219605590 | |
DNAase | STEMCELL TECHNOLOGIES | 6469 | |
Dulbecco′s Phosphate Buffered Saline- 1X | HYCLONE | SH30028.02 | |
EasySep™ Human CD34 Positive Selection Kit II | STEMCELL TECHNOLOGIES | 17856 | |
EasySep magnet | STEMCELL TECHNOLOGIES | 18000 | |
Electrophoresis unit | ORANGE INDIA | HDS0036 | |
FBS | THERMO SCIENTIFIC | 10270106 | |
Flow cytometer – ARIA III | BD BIOSCIENCE | - | |
FlowJo | BD BIOSCIENCE | - | |
Flt3-L | PEPROTECH | 300-19-1000 | |
Gel imaging system | CELL BIOSCIENCES | 11630453 | |
HighPrep DTR reagent | MAGBIOGENOMICS | DT-70005 | |
Human BD Fc Block | BD BIOSCIENCE | 553141 | |
IL6 | PEPROTECH | 200-06-50 | |
IMDM media | THERMO SCIENTIFIC | 12440053 | |
Infrared lamp | MURPHY | - | |
Insulin syringe 6mm 31G | BD BIOSCIENCE | 324903 | |
Ketamine | KETMIN 50 | - | |
Loading dye 6X | TAKARA BIO | 9156 | |
Lymphoprep | STEMCELL TECHNOLOGIES | 7851 | |
Mice Restrainer | AVANTOR | TV-150 | |
Nano drop spectrophotometer | THERMO SCIENTIFIC | ND-2000C | |
Neubauer cell counting chamber | ROHEM INSTRUMENTS | CC-3073 | |
NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) | The Jackson Laboratory | RRID:IMSR_JAX:005557 | |
NOD,B6.SCID Il2rγ−/−KitW41/W41 (NBSGW) | The Jackson Laboratory | RRID:IMSR_JAX:026622 | |
Nunc delta 6-well plate | THERMO SCIENTIFIC | 140675 | |
Polystyrene round-bottom tube | BD | 352008 | |
P3 primary cell Nucleofection solution | LONZA BIOSCIENCE | PBP3-02250 | |
Pasteur pipette | FISHER SCIENTIFIC | 13-678-20A | |
PCR clean-up kit | TAKARA BIO | 740609.25 | |
Mouse Pie Cage | FISCHER SCIENTIFIC | 50-195-5140 | |
polystyrene round-bottom tube (12 x 75 mm) | STEMCELL TECHNOLOGIES | 38007 | |
Primer3 | Whitehead Institute for Biomedical Research | https://primer3.ut.ee/ | |
QuickExtract™ DNA Extraction Solution | Lucigen | QE09050 | |
Reserveratrol | STEMCELL TECHNOLOGIES | 72862 | |
SCF | PEPROTECH | 300-07-1000 | |
SFEM-II | STEMCELL TECHNOLOGIES | 9655 | |
sgRNA | SYNTHEGO | - | |
SPINWIN | TARSON | 1020 | |
StemReginin 1 | STEMCELL TECHNOLOGIES | 72342 | |
ICE analysis tool | SYNTHEGO | https://ice.synthego.com/ | |
Tris-EDTA buffer solution (TE) 1X | SYNTHEGO | Supplied with gRNA | |
Thermocycler | APPLIED BIOSYSTEMS | 4375305 | |
TPO | PEPROTECH | 300-18-1000 | |
Trypan blue | HIMEDIA LABS | TCL046 | |
UM171 | STEMCELL TECHNOLOGIES | 72914 | |
UM729 | STEMCELL TECHNOLOGIES | 72332 | |
Xylazine | XYLAXIN - INDIAN IMMUNOLOGICALS LIMITED | - |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены