ES2641528T3 - Masa celular capaz de servir como estructura de tipo órgano primitivo compuesta por una diversidad de tipos de células de origen somático - Google Patents
Masa celular capaz de servir como estructura de tipo órgano primitivo compuesta por una diversidad de tipos de células de origen somático Download PDFInfo
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Description
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células somáticas está limitada a un tipo muy raro de células que contienen células madre mesenquimales de médula ósea, puede decirse que las células de la papila capilar son células que tienen un alto grado de propiedades similares a las células madre, a pesar de que son células somáticas. En el experimento de RT-PCR de la FIG. 7, la RT-PCR se lleva a cabo usando cantidades iguales de ARN entero para las plantillas. La razón para que la expresión parezca disminuir en presencia de BIO es debida a una disminución relativa del número de células de la papila capilar entre el número total de células, como puede observarse en la FIG. 1 y en la FIG. 2. En conclusión, incluso cuando se consideran las variaciones en las cantidades expresadas, la presencia continuada de células que expresan el gen TWIST-1 sugiere que las células de la papila capilar que pueden tener capacidades similares a las células madre siguen estando presentes en este sistema experimental.
El gen del versicano es un marcador del crecimiento del cabello que se sabe que se expresa intensamente en células de la papila capilar durante la inducción del crecimiento del pelo (Kishimoto, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. EE.UU. (1999), p. 7.336 a 7.341). En el experimento de RT-PCR de la FIG. 7, la razón de que la expresión que aparece disminuya en presencia de BIO estriba en una disminución relativa del número de células de la papila capilar entre el número total de células, como puede observarse en la FIG. 1 y la FIG. 2. En conclusión, incluso cuando se consideran variaciones en las cantidades expresadas, la presencia continuada de células que expresan el gen de Versicano sugiere que las células de la papila capilar capaces de inducir el crecimiento del cabello siguen estando presentes en este sistema experimental.
Basándose en los cambios en los niveles de expresión de cada gen, la indiferenciación de las células epiteliales y mesenquimales se mantiene debido a los efectos directos de BIO dentro de la masa celular, y se puede decir que ha ocurrido una acción que imita la acción epitelial-mesenquimal inducida por la señalización de Wnt. Además, puesto que se observa la aparición de propiedades similares a las células madre no relacionadas con la señalización de Wnt como con STAT-3, el efecto de BIO contribuye a la creación de una masa celular que tiene la interacción celular autonómica y la capacidad de proliferar.
RT-PCR de Wnt3A.
Se prepararon células de la papila capilar a P3 (indicando P1 una ronda de subcultivo) en presencia de carga de BIO, mientras que los queratinocitos se prepararon hasta P3 inclusive.
Cada una de las células se diluyó con cada uno de los medios después del tratamiento con tripsina para obtener 3 x 103 células.
Se disolvió BIO (Calbiochem) a 10 mM con dimetilsulfóxido (DMSO) y se añadió a una concentración de 0,1 a 5 μM.
Se dispensaron 25 a 35 μl de cada medio de cultivo en el interior de la tapa superior de una placa de cultivo cuadrada que medía 10 cm de lado y se mezclaron para preparar gotículas en forma de cúpula de un tamaño adecuado.
Después de cerrar la tapa con cuidado, las células se cultivaron a 37 °C en una atmósfera con 95 % de CO2 asegurándose de que no gotease el medio de cultivo.
Tres días más tarde, el medio fue reemplazado con el mismo medio que se utilizó anteriormente. Las muestras se recogieron en el día 7º y se sometieron a análisis de RT-PCR (2) como se describe más adelante ("0 días" en la FIG. 8). El medio usado para las mismas células restantes fue reemplazado con medio bajo condiciones de ausencia de BIO para inducir la diferenciación, después de lo cual las muestras recogidas en el 3º día se sometieron a análisis de RT-PCR (2) como se describe a continuación ("3 días" en la FIG. 8).
Análisis de RT-PCR (2)
Se extrajo ARN de las muestras usando Trizol (Invitrogen). Un equivalente de 200 ng de cada ARN fue sometido a transcripción inversa a ADNc con un sistema de reacción que consiste en 50 μl de RevTraACE (Toyobo). Se aplicó 1 μl de las muestras resultantes a una reacción de PCR en un sistema de 50 μl usando los cebadores enumerados más adelante. Se utilizó KOD-DASH (Toyobo) para la enzima, y el protocolo de reacción consistió en 2 minutos a 94 °C, 32 ciclos de 30 segundos a 94 °C, 10 segundos a 63 °C y 30 segundos a 72 °C, seguido por 2 minutos a 72 °C.
Cebador Sentido (cadena directa):
caggaactacgtggagatcatg (SEC ID NO. 13)
Cebador Antisentido (cadena inversa):
ccatcccaccaaaactcgatgtc (SEC ID NO. 14)
Se sometieron a electroforesis 10 μl de la solución de reacción a 100 V en gel de agarosa al 2% (CosmoBio)/tampón TAE. Se detectaron bandas diana después de la visualización con bromuro de etidio.
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Los resultados se muestran en la FIG. 8. La flecha en el dibujo indica una banda de Wnt3A. La propia expresión de Wnt3A es rara, se expresa principalmente por células epiteliales, y se sabe que es un gen implicado en la organogénesis y la interacción de células epiteliales-células mesenquimales. Como se muestra en el dibujo, al contrario que con la expresión de Wnt3A que no se observa en absoluto en células en las que se activó la señalización de Wnt cultivando en presencia de BIO, se observó la expresión de Wnt3A en células en las que la diferenciación celular fue inducida subsiguientemente mediante la eliminación de BIO. En consecuencia, en este sistema experimental, se determinó claramente que la diferenciación de queratinocitos y, lo que es más, la organogénesis autónoma son inducidas por el cultivo en presencia de BIO seguido de cultivo después de la eliminación de BIO.
RT-PCR de Wnt10B
Se prepararon células de la papila capilar a P3 (indicando P1 una ronda de subcultivo) en ausencia de carga de BIO, mientras que las células de la vaina externa de la raíz se prepararon hasta P3 inclusive.
Cada una de las células se diluyó con cada medio después del tratamiento con tripsina con el fin de obtener 3 x 103 células.
Se disolvió BIO (Calbiochem) a 10 mM con dimetilsulfóxido (DMSO) y se añadió a una concentración de 0,1 a 5 μM.
Se dispensaron 25 a 35 μl de cada medio de cultivo en el interior de la tapa superior de una placa de cultivo cuadrada que medía 10 cm de lado y se mezclaron para preparar gotículas en forma de cúpula de un tamaño adecuado.
Después de cerrar la tapa con cuidado, las células se cultivaron a 37 °C en una atmósfera con 95 % de CO2 asegurándose de que no gotease el medio de cultivo.
Tres días más tarde, el medio fue reemplazado con el mismo medio que se utilizó anteriormente. Las muestras se recogieron en el séptimo día y se sometieron a análisis de RT-PCR (3), como se describe más adelante ("día 7" en la FIG. 9). El medio usado para las mismas células restantes se reemplazó con medio sin BIO para inducir la diferenciación, después de lo cual las muestras recogidas después de 10 y 14 días se sometieron a análisis de RT-PCR (3) como se describe más adelante ("día 10" y "día 14" en la FIG. 9).
Análisis de RT-PCR (3)
Se extrajo ARN de cada muestra usando Trizol (Invitrogen). Un equivalente de 200 ng de cada ARN se sometió a transcripción inversa a ADNc con un sistema de reacción que consiste en 50 μl de RevTraACE (Toyobo). Se aplicaron 4 μl de las muestras resultantes a un sistema de PCR cuantitativa (LightCycler System, Roche) en un sistema de 20 μl usando los cebadores enumerados a continuación. Se usó el protocolo de reacción de LightCycler FastStart DNA Master SYBR Green (Roche) (consistente en 40 ciclos de 10 segundos a 95 °C, 10 segundos a 63 °C y 15 segundos a 72 °C).
Cebador Sentido (cadena directa):
gaagttctctcgggatttcttggatcc (SEC ID NO. 15)
Cebador Antisentido (cadena inversa):
cggttgtgggtatcaatgaagatgg (SEC ID NO. 16)
Los resultados se muestran en la FIG. 9. Todos los datos fueron expresados como la cantidad relativa expresada basándose en la cantidad expresada después de 3 días en el caso de no cargar la masa celular con BIO. Wnt10B se expresa principalmente por células epiteliales durante las etapas de morfogénesis del folículo piloso y el crecimiento del cabello, y se sabe que es un gen implicado en una interacción célula epitelial-célula mesenquimal. Como se muestra en el dibujo, al contrario que con la expresión de Wnt10B que sólo se observa que se expresa a aproximadamente el mismo nivel que el de un testigo cultivado en ausencia de BIO en células en las que la señalización de Wnt fue activada cultivando en presencia de BIO siempre y cuando las células fuesen cultivadas en presencia de BIO, la expresión de Wnt10B aumentó a lo largo del tiempo en las células en las que la diferenciación celular fue subsiguientemente inducida eliminando la BIO. En consecuencia, en este sistema experimental, se determinó claramente que la diferenciación de las células epiteliales foliculares (células de la vaina externa de la raíz) y, lo que es más, la organogénesis autónoma son inducidas cultivando en presencia de BIO seguido de cultivo después de la eliminación de BIO.
Reactividad de la masa celular ante el estimulador del crecimiento del cabello, ciclosporina A
Se sabe que la hipertricosis es un efecto secundario del inmunosupresor ciclosporina A (Lutz, et al., Skin Pharmacol. 7, 101, 1994), y se ha determinado claramente que la ciclosporina A muestra una acción de crecimiento del cabello (Paus, et al., Lab. Invest. 60, 365, 1989) y una acción de promoción del crecimiento del cabello (Taylor, et al., J. Invest. Dermatol., 100, 237, 1993).
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Se prepararon células de la papila capilar a P3 (indicando P1 una ronda de subcultivo) en ausencia de carga de BIO, mientras que se prepararon células de la vaina externa de la raíz hasta P3 inclusive.
Cada una de las células se diluyó con cada medio después del tratamiento con tripsina para obtener 3 x 103 células.
Se dispensaron 25 a 35 μl de cada medio de cultivo en el interior de la tapa superior de una placa de cultivo cuadrada que medía 10 cm de lado y se mezclaron para preparar gotículas en forma de cúpula de un tamaño adecuado.
Después de cerrar la tapa con cuidado, las células se cultivaron a 37 °C en una atmósfera con 95 % de CO2 asegurándose de que no gotease el medio de cultivo.
Tres días más tarde, el medio fue reemplazado con el mismo medio que se utilizó anteriormente, que contiene ciclosporina A. La ciclosporina A se disolvió a 10 mM con etanol y se añadió a una concentración de 0,1 a 10 μM.
Las muestras se recogieron tres días después de la adición de ciclosporina A y sometieron a análisis mediante RT-PCR (4) como se describe a continuación.
Análisis de RT-PCR (4)
Se extrajo ARN de las muestras usando el kit RNeasy (Qiagen). Un equivalente de 200 ng de cada ARN se sometió a transcripción inversa a ADNc con un sistema de reacción que consiste en 20 μl de Superscript II (Invitrogen). Se aplicó 1 μl de las muestras resultantes a un sistema de PCR cuantitativa (LightCycler System, Roche) en un sistema de 20 μl usando los cebadores enumerados más adelante. Se usó el protocolo de reacción de LightCycler FastStart DNA Master SYBR Green (Roche) (consistente en 40 ciclos de 10 segundos a 95 °C, 10 segundos a 58 °C y 15 segundos a 72 °C).
BMP4:
Cebador Sentido (cadena directa):
gggcacctcatcacacgact (SEC ID NO. 17)
Cebador Antisentido (cadena inversa):
ggcccaattcccactccctt (SEC ID N º 18)
c-myc:
Cebador Sentido (cadena directa):
ttctctccgtcctcggaattctctg (SEC ID NO. 19)
Cebador Antisentido (cadena inversa):
cagcagaaggtgatccagactctgac (SEC ID N º 20)
IGFBP3:
Cebador Sentido (cadena directa):
acagccagcgctacaaagtt (SEC ID NO. 21)
Cebador Antisentido (cadena inversa):
tagcagtgcacgtcctcctt (SEC ID NO. 22)
Los resultados se muestran en la FIG. 10. Todos los datos se expresaron como cantidad relativa expresada basándose en el caso de la no adición de ciclosporina A. Se sabe que BMP4 es un gen que es expresado principalmente por células de la papila capilar durante las etapas de la morfogénesis del folículo piloso y de crecimiento del pelo y actúa para inhibir la interacción de célula epitelial-célula mesenquimal (Hens, et al., Development 134, 1.221, 2007). Como se muestra en el dibujo, la cantidad expresada de BMP4 disminuyó significativamente hasta aproximadamente el 60 %. Además, se sabe que c-myc es un gen que se expresa fuertemente en la región de la protuberancia durante la etapa de desarrollo del pelo y en las células de la matriz del pelo durante la etapa de crecimiento, y actúa positivamente sobre la proliferación de las células epiteliales foliculares (Bull, J.J. et al., Invest. Dermatol. 116, 617, 2001). Como se muestra en el dibujo, la expresión de c-myc aumentó hasta aproximadamente 1,5 veces la del testigo. Además, se sabe que IGFBP3 es el factor que inhibe el crecimiento del cabello (Weger, et al., J. Invest. Dermatol. 125, 847, 2005), y se ha demostrado claramente que su expresión aumenta durante la fase de latencia (Schlake, et al., Gene Expr. Patterns 4, 141, 2004). Como se muestra en el dibujo, la expresión de IGFBP3 disminuyó significativamente hasta aproximadamente el 60 %. En consecuencia, se
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