Jornal de pesquisa e terapia com células-tronco

Abstrato

Análise Estrutural de Tecido Neural Humano Tridimensional derivado de Células Estaminais Pluripotentes Induzidas

Patrick Terrence Brooks, Mikkel Aabech Rasmussen e Poul Hyttel

Objectivo: O presente estudo teve como objectivo estabelecer um método para a produção de tecido neural humano tridimensional (3D) derivado de células estaminais pluripotentes induzidas (iPSCs) e analisar o resultado por uma combinação de ultra-estrutura tecidular e expressão de marcadores neurais.

Métodos: Um procedimento de cultura celular em duas etapas foi implementado submetendo iPSCs humanas a um protocolo de diferenciação neural baseado em andaime 3D. Em primeiro lugar, foram utilizadas pequenas moléculas indutoras do destino neural para criar uma monocamada neuroepitelial. Em segundo lugar, a monocamada foi tripsinizada em células únicas e semeada numa estrutura de poliestireno poroso e posteriormente cultivada para produzir um tecido neural 3D. O tecido neural foi caracterizado por uma combinação de imunohistoquímica e microscopia eletrónica de transmissão (TEM).

Resultados: As iPSCs desenvolveram-se num tecido neural 3D que expressa marcadores para células progenitoras neurais, diferenciação e maturação neural precoce, células gliais radiais e proliferação celular, incluindo SOX2, Nestina, Tubulina β-III, MAP2, Tau, BLBP e Ki67. Encontrámos uma abundância de estruturas em roseta que se assemelham à morfologia do tubo neural em desenvolvimento. Foi demonstrado que estas estruturas semelhantes a tubos neurais (NTLS) contêm áreas de manutenção e proliferação de células progenitoras neurais . A semelhança com o tubo neural embrionário foi ainda suportada por análises de TEM demonstrando junções estreitas luminais e cílios primários. Além disso, o NTLS consistia em células radiais semelhantes à glia, irradiando do lúmen, e células progenitoras neurais apresentando núcleos alongados, sinalizando a transposição do núcleo observada na migração nuclear intercinética durante a neurogénese inicial e nas mitoses.

Conclusão: As nossas descobertas revelaram que este protocolo de diferenciação neural baseado em andaime 3D relativamente simples para iPSCs humanos foi capaz de recapitular vários eventos importantes no desenvolvimento neural inicial. A organização em NTLS e a presença de células neurais maduras no tecido que rodeia estas estruturas mostraram que este protocolo tem potencial para estudos in vitro de desenvolvimento neural e modelação de doenças.