ES2800973T3 - Primate embryonic stem cell culture - Google Patents

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ES2800973T3 ES05801117T ES05801117T ES2800973T3 ES 2800973 T3 ES2800973 T3 ES 2800973T3 ES 05801117 T ES05801117 T ES 05801117T ES 05801117 T ES05801117 T ES 05801117T ES 2800973 T3 ES2800973 T3 ES 2800973T3
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James Thomson
Mark Levenstein
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Abstract

Un medio de cultivo que comprende albúmina, aminoácidos, vitaminas, minerales, al menos una transferrina o sustituto de transferrina, al menos una insulina o sustituto de insulina, el medio de cultivo libre de suero animal y conteniendo al menos 100 ng/ml de un factor de crecimiento de fibroblastos seleccionado de entre el grupo que consiste en FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18, el medio adecuado para cultivar células madre embrionarias de primates en ausencia de suero y en ausencia de células alimentadoras y también en ausencia de medio expuesto a células alimentadoras, donde al menos el 90 % de las células madre en el medio de cultivo expresan Oct-4, SSEA4 o Tral-60.A culture medium comprising albumin, amino acids, vitamins, minerals, at least one transferrin or transferrin substitute, at least one insulin or insulin substitute, the culture medium free of animal serum and containing at least 100 ng / ml of a fibroblast growth factor selected from the group consisting of FGF4, FGF9, FGF17 and FGF18, the suitable medium for culturing primate embryonic stem cells in the absence of serum and in the absence of feeder cells and also in the absence of cell-exposed medium feeder, where at least 90% of the stem cells in the culture medium express Oct-4, SSEA4 or Tral-60.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Cultivo de células madre embrionarias de primatesPrimate embryonic stem cell culture

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a medios de cultivo y procedimientos para cultivar cultivos de células madre embrionarias de primates.The present invention relates to culture media and methods for culturing primate embryonic stem cell cultures.

Las células madre embrionarias pluripotentes de primates (por ejemplo, mono y humano) se han derivado de embriones previos a la implantación. Véase, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos 5.843.780 y J. Thomson y col., 282 Science 1145-1147 (1998). A pesar del cultivo prolongado, estas células mantienen establemente un potencial de desarrollo para formar derivados avanzados de las tres capas germinales embrionarias.Pluripotent embryonic stem cells from primates (eg, monkey and human) have been derived from embryos prior to implantation. See, for example, US Patent 5,843,780 and J. Thomson et al., 282 Science 1145-1147 (1998). Despite prolonged culture, these cells stably maintain developmental potential to form advanced derivatives of the three embryonic germ layers.

Las líneas celulares ES de primates (particularmente humanos) tienen una utilidad generalizada en relación con la biología del desarrollo humano, el descubrimiento de fármacos, los ensayos farmacológicos y la medicina de trasplantes. Por ejemplo, el conocimiento actual del embrión humano posterior a la implantación se basa en gran medida en un número limitado de secciones histológicas estáticas. Debido a consideraciones éticas, los mecanismos subyacentes que controlan las decisiones de desarrollo del embrión humano temprano permanecen esencialmente inexplorados.ES cell lines from primates (particularly humans) have widespread utility in relation to human developmental biology, drug discovery, pharmacological testing, and transplantation medicine. For example, current knowledge of the post-implantation human embryo is largely based on a limited number of static histological sections. Due to ethical considerations, the underlying mechanisms that control developmental decisions of the early human embryo remain essentially unexplored.

Aunque el ratón es el pilar de la biología experimental del desarrollo de mamíferos, y aunque muchos de los mecanismos fundamentales que controlan el desarrollo se conservan entre ratones y humanos, existen diferencias significativas entre el desarrollo temprano del ratón y el humano. Por lo tanto, las células ES de los primates/humanos deberían proporcionar nuevas ideas importantes sobre su diferenciación y función.Although the mouse is the mainstay of experimental mammalian developmental biology, and although many of the fundamental mechanisms that control development are preserved between mice and humans, there are significant differences between early development of the mouse and the human. Therefore, ES cells from primates / humans should provide important new insights into their differentiation and function.

Los derivados diferenciados de las células ES de los primates podrían usarse para identificar dianas genéticas para nuevos fármacos, para probar la toxicidad o teratogenicidad de nuevos compuestos y podrían usarse en trasplantes para reemplazar las poblaciones celulares en la enfermedad. Las posibles condiciones que podrían tratarse mediante el trasplante de células derivadas de células ES incluyen la enfermedad de Parkinson, infartos cardíacos, diabetes mellitus de inicio juvenil y leucemia. Véase, por ejemplo, J. Rossant y col. 17 Nature Biotechnology 23-4 (1999) y J. Gearhart, 282 Science 1061-2 (1998).Differentiated derivatives of ES cells from primates could be used to identify genetic targets for new drugs, to test the toxicity or teratogenicity of new compounds, and could be used in transplantation to replace cell populations in disease. Possible conditions that could be treated by ES cell-derived cell transplantation include Parkinson's disease, heart attacks, juvenile-onset diabetes mellitus, and leukemia. See, for example, J. Rossant et al. 17 Nature Biotechnology 23-4 (1999) and J. Gearhart, 282 Science 1061-2 (1998).

La capacidad proliferativa a largo plazo, el potencial de desarrollo después de un cultivo prolongado y la estabilidad cariotípica son características clave con respecto a la utilidad de los cultivos de células madre embrionarias de primates. Los cultivos de dichas células (especialmente en las capas alimentadoras de fibroblastos) se han suplementado típicamente con suero animal (especialmente suero fetal bovino) para permitir la proliferación deseada durante dicho cultivo.Long-term proliferative capacity, developmental potential after prolonged culture, and karyotypic stability are key characteristics regarding the utility of primate embryonic stem cell cultures. Cultures of such cells (especially in fibroblast feeder layers) have typically been supplemented with animal serum (especially fetal bovine serum) to allow the desired proliferation during such culture.

Por ejemplo, en las patentes estadounidenses 5.453.357, 5.670.372 y 5.690.296 se describieron diversas condiciones de cultivo, incluidas algunas que usan un tipo de factor de crecimiento de fibroblastos básico junto con suero animal. Desafortunadamente, el suero tiende a tener propiedades variables de un lote a otro, lo que afecta las características del cultivo.For example, various culture conditions were described in US Patents 5,453,357, 5,670,372, and 5,690,296, including some that use a basic type of fibroblast growth factor in conjunction with animal serum. Unfortunately, serum tends to have variable properties from batch to batch, which affects the characteristics of the culture.

En el documento WO 98/30679 se analizó el suministro de un suplemento sin suero como reemplazo del suero animal para apoyar el crecimiento de ciertas células madre embrionarias en cultivo. El reemplazo de suero incluyó albúminas o sustitutos de la albúmina, uno o más aminoácidos, una o más vitaminas, una o más transferrinas o sustitutos de la transferrina, uno o más antioxidantes, una o más insulinas o sustitutos de la insulina, uno o más precursores de colágeno y uno o más oligoelementos. Se observó que este reemplazo podría complementarse además con factor inhibidor de leucemia, factor de acero o factor neurotrófico ciliar. Desafortunadamente, en el contexto de los cultivos de células madre embrionarias de primates (especialmente aquellos cultivados en capas alimentadoras de fibroblastos), estos medios de cultivo no resultaron satisfactorios.In WO 98/30679 the provision of a serum-free supplement was discussed as a replacement for animal serum to support the growth of certain embryonic stem cells in culture. Serum replacement included albumins or albumin substitutes, one or more amino acids, one or more vitamins, one or more transferrin or transferrin substitutes, one or more antioxidants, one or more insulins or insulin substitutes, one or more collagen precursors and one or more trace elements. It was observed that this replacement could also be supplemented with leukemia inhibitory factor, steel factor or ciliary neurotrophic factor. Unfortunately, in the context of primate embryonic stem cell cultures (especially those grown in fibroblast feeder layers), these culture media were not satisfactory.

En el contexto de los medios de cultivo de suero de nutrientes (por ejemplo, suero bovino fetal), el documento WO 99/20741 analiza el beneficio del uso de diversos factores de crecimiento tal como el bFGF en el cultivo de células madre de primates. Sin embargo, no se describen medios de cultivo sin suero de nutrientes.In the context of nutrient serum culture media (eg, fetal bovine serum), WO 99/20741 discusses the benefit of using various growth factors such as bFGF in primate stem cell culture. However, culture media without nutrient serum are not described.

En la patente de Estados Unidos 5.405.772 se describen medios de crecimiento para células hematopoyéticas y células estromales de la médula ósea. Se sugiere usar el factor de crecimiento de fibroblastos en un medio privado de suero para este propósito. Sin embargo, no se describen las condiciones para el crecimiento de células madre embrionarias de primates. Growth media for bone marrow hematopoietic cells and stromal cells are disclosed in US Patent 5,405,772. It is suggested to use fibroblast growth factor in serum deprived medium for this purpose. However, the conditions for the growth of primate embryonic stem cells are not described.

Los primeros cultivos de células madre embrionarias humanas se cultivaron usando una capa de células alimentadoras de fibroblastos, que tiene la propiedad de permitir que las células madre embrionarias humanas proliferen sin permanecer diferenciadas. Más tarde, se descubrió que es suficiente exponer el medio de cultivo a células alimentadoras, para crear lo que se llama medio acondicionado, que tenía la misma propiedad que el uso de las células alimentadoras directamente. Sin el uso de células alimentadoras o medio acondicionado, las células madre embrionarias humanas en cultivo no podrían mantenerse en un estado indiferenciado. Dado que el uso de células alimentadoras, o incluso la exposición del medio a células alimentadoras, corre el riesgo de contaminación del cultivo con material no deseado, es deseable evitar el uso de células alimentadoras y medio acondicionado. El medio que no ha sido expuesto a células alimentadoras se denomina aquí medio no acondicionado.The first human embryonic stem cell cultures were grown using a fibroblast feeder cell layer, which has the property of allowing human embryonic stem cells to proliferate without remaining differentiated. Later, it was discovered that it is sufficient to expose the culture medium to feeder cells, to create what is called conditioned medium, which had the same property as using the feeder cells directly. Without the use of feeder cells or conditioned medium, cultured human embryonic stem cells could not be maintained in an undifferentiated state. Since the use of feeder cells, or even exposure of the medium to feeder cells, risks contamination of the culture with unwanted material, it is desirable to avoid the use of feeder cells and conditioned medium. Medium that has not been exposed to feeder cells is referred to herein as unconditioned medium.

Por lo tanto, se puede ver que todavía existe la necesidad de técnicas para cultivar de manera estable células madre embrionarias de primates sin el requisito del uso de suero animal.Therefore, it can be seen that there is still a need for techniques to stably grow primate embryonic stem cells without the requirement for the use of animal serum.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓNBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

En un aspecto, la invención proporciona un medio de cultivo que comprende albúmina, aminoácidos, vitaminas, minerales, al menos una transferrina o sustituto de transferrina, al menos una insulina o sustituto de insulina, el medio de cultivo libre de suero animal y conteniendo al menos 100 ng/ml de un factor de crecimiento de fibroblastos seleccionado de entre el grupo que consiste en FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18, el medio adecuado para cultivar células madre embrionarias de primates en ausencia de suero y en ausencia de células alimentadoras y también en ausencia de medio expuesto a células alimentadoras, donde al menos el 90 % de las células madre en el medio de cultivo expresan Oct-4, SSEA4 o Tral-60. En otro aspecto, la invención proporciona un procedimiento para cultivar células madre embrionarias de primates, que comprende: cultivar las células madre en un cultivo libre de suero fetal de mamífero y en un medio de cultivo de células madre que incluye aminoácidos, vitaminas, sales, minerales, transferrina o un sustituto de transferrina, insulina o un sustituto de insulina, albúmina, y una concentración mínima del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) de 100 ng/ml, donde el FGF se selecciona de entre el grupo que consiste en FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18, y donde el medio es capaz de soportar el cultivo y la proliferación de células madre pluripotentes euploides proliferativas indiferenciadas humanas, sin células alimentadoras o exposición del medio a células alimentadoras, y donde al menos el 90 % de las células madre en el cultivo expresan Oct-4, SSEA4 o Tral-60. En un aspecto adicional, la invención proporciona un procedimiento para cultivar células madre embrionarias de primates en medios definidos sin suero y sin células alimentadoras, comprendiendo el procedimiento: cultivar las células madre en un medio de cultivo que contiene albúmina, aminoácidos, vitaminas, minerales, al menos una transferrina o sustituto de transferrina, al menos una insulina o un sustituto de insulina, el medio de cultivo libre de suero fetal de mamífero y conteniendo al menos 100 ng/ml de un factor de crecimiento de fibroblastos seleccionado de entre el grupo que consiste en FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18, soportando el medio que la proliferación de células madre en un estado indiferenciado sin células alimentadoras o medio acondicionado, y donde al menos el 90 % de las células madre en el cultivo expresan Oct-4, SSEA4 o Tral-60.In one aspect, the invention provides a culture medium comprising albumin, amino acids, vitamins, minerals, at least one transferrin or transferrin substitute, at least one insulin or insulin substitute, the culture medium free from animal serum and containing al less 100 ng / ml of a fibroblast growth factor selected from the group consisting of FGF4, FGF9, FGF17 and FGF18, the medium suitable for culturing primate embryonic stem cells in the absence of serum and in the absence of feeder cells and also in the absence of medium exposed to feeder cells, where at least 90% of the stem cells in the culture medium express Oct-4, SSEA4 or Tral-60. In another aspect, the invention provides a method for culturing primate embryonic stem cells, comprising: culturing the stem cells in a mammalian fetal serum-free culture and in a stem cell culture medium that includes amino acids, vitamins, salts, minerals, transferrin or a transferrin substitute, insulin or an insulin substitute, albumin, and a minimum concentration of fibroblast growth factor (FGF) of 100 ng / ml, where the FGF is selected from the group consisting of FGF4 , FGF9, FGF17 and FGF18, and where the medium is capable of supporting the culture and proliferation of human undifferentiated proliferative euploid pluripotent stem cells, without feeder cells or exposure of the medium to feeder cells, and where at least 90% of the cells mother in culture express Oct-4, SSEA4 or Tral-60. In a further aspect, the invention provides a method for culturing primate embryonic stem cells in defined medium without serum and without feeder cells, the method comprising: culturing the stem cells in a culture medium containing albumin, amino acids, vitamins, minerals, at least one transferrin or transferrin substitute, at least one insulin or an insulin substitute, the culture medium free from fetal mammalian serum and containing at least 100 ng / ml of a fibroblast growth factor selected from the group that consists of FGF4, FGF9, FGF17 and FGF18, supporting the medium that the proliferation of stem cells in an undifferentiated state without feeder cells or conditioned medium, and where at least 90% of the stem cells in the culture express Oct-4, SSEA4 or Tral-60.

Los factores de crecimiento de fibroblastos son moléculas esenciales para el desarrollo de los mamíferos. Actualmente hay más de veinte ligandos de factor de crecimiento de fibroblastos conocidos y cinco receptores de factor de crecimiento de fibroblastos de señalización para ellos (y sus variantes empalmadas). Véase en general D. Ornitz y col., 25 J. Biol. Chem. 15292-7 (1996); patente estadounidense 5.453.357. Se espera que existan ligeras variaciones en estos factores entre las especies y, por lo tanto, el término factor de crecimiento de fibroblastos no está limitado por especies. Sin embargo, preferimos usar factores de crecimiento de fibroblastos humanos. Estos compuestos están fácilmente disponibles en cantidad de Gibco BRL-Life Technologies y otros.Fibroblast growth factors are essential molecules for the development of mammals. There are currently more than twenty known fibroblast growth factor ligands and five fibroblast growth factor receptors signaling for them (and their spliced variants). See generally D. Ornitz et al., 25 J. Biol. Chem. 15292-7 (1996); US Patent 5,453,357. Slight variations in these factors are expected between species and therefore the term fibroblast growth factor is not limited by species. However, we prefer to use human fibroblast growth factors. These compounds are readily available in quantity from Gibco BRL-Life Technologies and others.

Se debe tener en cuenta que, para los fines de esta patente, el cultivo aún puede estar libre del suero especificado a pesar de que un componente discreto (por ejemplo, albúmina de suero bovino) se haya aislado del suero y a continuación se suministra de manera exógena. El punto es que cuando se agrega el propio suero, surgen problemas de variabilidad. Sin embargo, cuando se agrega uno o más componentes purificados bien definidos de dicho suero, estos no varían.It should be noted that, for the purposes of this patent, the culture may still be free of the specified serum even though a discrete component (eg, bovine serum albumin) has been isolated from the serum and is then supplied in a exogenous. The point is that when the serum itself is added, problems of variability arise. However, when one or more well-defined purified components of said serum are added, they do not vary.

Preferentemente, las células madre embrionarias de primates que se cultivan son células madre embrionarias humanas que son verdaderas líneas de células ES en las que: (i) son capaces de proliferación indefinida in vitro en un estado indiferenciado; (ii) son capaces de diferenciarse a derivados de las tres capas germinales embrionarias (endodermo, mesodermo y ectodermo) incluso después de un cultivo prolongado; y (iii) mantienen un cariotipo normal (son euploides) durante todo el cultivo prolongado. Por lo tanto, estas células se denominan pluripotentes.Preferably, the primate embryonic stem cells that are cultured are human embryonic stem cells that are true ES cell lines in which: (i) they are capable of indefinite proliferation in vitro in an undifferentiated state; (ii) they are able to differentiate into derivatives of the three embryonic germ layers (endoderm, mesoderm, and ectoderm) even after prolonged cultivation; and (iii) they maintain a normal karyotype (they are euploid) throughout the prolonged culture. Therefore, these cells are called pluripotent.

El cultivo permite que las células madre embrionarias proliferen de manera estable en el cultivo durante más de un mes (preferentemente durante seis meses; incluso más preferentemente durante doce meses) mientras se mantiene el potencial de las células madre para diferenciarse en derivados de tejidos de endodermo, mesodermo y ectodermo, y mientras se mantiene el cariotipo de las células madre. Culture allows embryonic stem cells to stably proliferate in culture for more than one month (preferably six months; even more preferably twelve months) while maintaining the potential of stem cells to differentiate into endoderm tissue derivatives , mesoderm and ectoderm, and while maintaining the karyotype of the stem cells.

También se describe en el presente documento otro procedimiento para cultivar células madre embrionarias de primates. Se cultivan las células madre en un cultivo sustancialmente libre de suero fetal de mamífero (preferentemente también sustancialmente libre de cualquier suero animal) y en presencia de un factor de crecimiento capaz de activar un receptor de señalización del factor de crecimiento de fibroblastos, donde el factor de crecimiento se suministra a partir de una fuente que no sea solo una capa alimentadora de fibroblastos. Si bien el factor de crecimiento es preferentemente un factor de crecimiento de fibroblastos, también podría ser otros materiales como ciertos péptidos pequeños sintéticos (por ejemplo, producidos por variantes de ADN recombinante o mutantes) diseñados para activar los receptores del factor de crecimiento de fibroblastos. Véase en general T. Yamaguchi y col., 152 Dev. Biol. 75-88 (1992) (receptores de señalización).Another method for culturing primate embryonic stem cells is also described herein. The stem cells are cultured in a culture substantially free of fetal mammalian serum (preferably also substantially free of any animal serum) and in the presence of a growth factor capable of activating a fibroblast growth factor signaling receptor, where the factor growth is supplied from a source other than just a fibroblast feeder layer. While the growth factor is preferably a fibroblast growth factor, it could also be other materials such as certain small synthetic peptides (eg, produced by recombinant DNA variants or mutants) designed to activate fibroblast growth factor receptors. See generally T. Yamaguchi et al., 152 Dev. Biol. 75-88 (1992) (signaling receptors).

También se describe en el presente documento un sistema de cultivo para cultivar células madre embrionarias de primates. Tiene un factor de crecimiento de fibroblastos básico humano suministrado por otros que no sean solo la capa alimentadora de fibroblastos. El sistema de cultivo está sustancialmente libre de suero animal.Also described herein is a culture system for culturing primate embryonic stem cells. It has a human basic fibroblast growth factor supplied by other than just the fibroblast feeder layer. The culture system is substantially free of animal serum.

También se describen en el presente documento líneas celulares (preferentemente líneas celulares clonadas) derivadas usando el procedimiento anterior. "Derivadas" se usa en su sentido más amplio para abarcar líneas derivadas directa o indirectamente.Also described herein are cell lines (preferably cloned cell lines) derived using the above procedure. "Derivatives" is used in its broadest sense to encompass directly or indirectly derived lines.

De este modo, se evita la variabilidad en los resultados debido a las diferencias en los lotes de suero animal. Además, se ha descubierto que evitar el uso de suero animal mientras se usa el factor de crecimiento de fibroblastos puede aumentar la eficiencia de la clonación.In this way, variability in results due to differences in animal serum lots is avoided. Furthermore, it has been found that avoiding the use of animal serum while using fibroblast growth factor can increase the efficiency of cloning.

Por lo tanto, es una ventaja de la presente invención proporcionar condiciones de cultivo para líneas de células madre embrionarias de primates donde las condiciones son menos variables y permiten una clonación más eficiente. Otras ventajas de la presente invención serán evidentes después del estudio de la memoria descriptiva y las reivindicaciones. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDASTherefore, it is an advantage of the present invention to provide culture conditions for primate embryonic stem cell lines where conditions are less variable and allow more efficient cloning. Other advantages of the present invention will be apparent from a study of the specification and claims. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

En algunos de los siguientes experimentos, uno de los inventores aquí usó los procedimientos y sistemas de cultivo descritos en el presente documento para cultivar líneas de células ES humanas sin agregar suero al medio de cultivo. Dos líneas celulares de ES humanas derivadas clonalmente proliferaron durante más de ocho meses después de la derivación clonal y mantuvieron la capacidad de diferenciarse a derivados avanzados de las tres capas germinales embrionarias cuando se cultivaron en un medio sin suero como constituyente.In some of the following experiments, one of the inventors here used the methods and culture systems described herein to grow human ES cell lines without adding serum to the culture medium. Two clonally derived human ES cell lines proliferated for more than eight months after clonal derivation and maintained the ability to differentiate into advanced derivatives of the three embryonic germ layers when cultured in medium without serum constituent.

En otro de los experimentos que se exponen a continuación, ahora se ha demostrado que la adición de cantidades relativamente grandes de un factor de crecimiento de fibroblastos humano (FGF) ayuda en el cultivo y el crecimiento de células madre embrionarias humanas, incluso en ausencia de suero y células alimentadoras. Esto permite el cultivo de células madre que nunca han sido expuestas ni a células animales ni a medios en los que se hayan cultivado células animales. Estas condiciones de cultivo de células madre (es decir, sin células alimentadoras y sin medio acondicionado) se denominan aquí independientes del alimentador. Se han descrito condiciones de cultivo anteriores, basadas en el uso de medio acondicionado con células alimentadoras, que se describen como libres de alimentador. Sin embargo, el uso de medio acondicionado no resuelve la dependencia del uso de células alimentadoras, que aún deben usarse para acondicionar el medio. Las técnicas descritas aquí permiten el cultivo indefinido e independiente del alimentador de células madre embrionarias humanas que tienen cariotipo normal y con respecto al que las células madre permanecen indiferenciadas.In another of the experiments discussed below, the addition of relatively large amounts of a human fibroblast growth factor (FGF) has now been shown to aid in the cultivation and growth of human embryonic stem cells, even in the absence of serum and feeder cells. This allows the cultivation of stem cells that have never been exposed to either animal cells or to media in which animal cells have been cultured. These stem cell culture conditions (ie, no feeder cells and no conditioned medium) are referred to herein as feeder independent. Previous culture conditions have been described, based on the use of feeder cell conditioned medium, which are described as feeder free. However, the use of conditioned medium does not resolve the dependency on the use of feeder cells, which must still be used to condition the medium. The techniques described herein allow indefinite and feeder-independent culture of human embryonic stem cells that have normal karyotype and with respect to which the stem cells remain undifferentiated.

Las técnicas para la derivación inicial, el cultivo y la caracterización de la línea de células ES humanas H9 (descrita en el presente documento solo como referencia) se describieron en J. Thomson y col., 282 Science 1145-1147 (1998). Los experimentos que se describen a continuación son solo de referencia y se realizaron con esta y otras líneas celulares, pero los procesos y resultados son independientes de las líneas de células ES particulares.Techniques for the initial derivation, culture, and characterization of the H9 human ES cell line (described herein for reference only) were described in J. Thomson et al., 282 Science 1145-1147 (1998). The experiments described below are for reference only and were performed with this and other cell lines, but the processes and results are independent of the particular ES cell lines.

Aquí se describe que la adición del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) ayuda en el cultivo y la clonación de células ES humanas. La adición de FGF es importante en dos aspectos distintos. Primero, la adición de FGF a niveles moderados (por ejemplo, 4 ng/ml) permite el cultivo de células ES humanas no diferenciadas en un medio desprovisto de suero. En este nivel, la tasa de diferenciación de las células madre se ralentiza, en comparación con los niveles inferiores de FGF, pero las células eventualmente se diferenciarán. En segundo lugar, la adición de FGF a niveles más altos hace que las condiciones de cultivo del medio alimentador sean independientes, ya que no se requieren células alimentadoras para mantener indefinidamente la pluripotencia de las células ES humanas euploides indiferenciadas en el cultivo.It is described herein that the addition of fibroblast growth factor (FGF) helps in the cultivation and cloning of human ES cells. The addition of FGF is important in two different ways. First, the addition of FGF at moderate levels (eg, 4 ng / ml) allows the cultivation of undifferentiated human ES cells in serum-free medium. At this level, the rate of differentiation of stem cells slows down, compared to lower levels of FGF, but the cells will eventually differentiate. Second, the addition of FGF at higher levels makes the culture conditions of the feeder medium independent, since feeder cells are not required to indefinitely maintain pluripotency of undifferentiated euploid human ES cells in culture.

Se cree que este primer fenómeno es activado por la acción de FGF al interactuar con los receptores de FGF en las células ES humanas. Para evitar el uso de suero, no es particularmente crítico cuál de las muchas variantes conocidas de FGF se usan en el cultivo. Aquí se usa comúnmente FGF básico o bFGF, también conocido como FGF2, pero eso es solo porque bFGF es uno de los miembros fácilmente disponibles comercialmente de la familia de factores FGF. Se han identificado más de veinte miembros diferentes de la familia FGF, y se les conoce como FGF-1 a FGF-27. Si bien la concentración de FGF aquí se da en cantidades de bFGF, debe entenderse que esto pretende cuantificar la cantidad de estimulación de los receptores de FGF y que la concentración de FGF puede tener que ajustarse, hacia arriba o hacia abajo, para otros miembros de la familia FGF. Para bFGF, la concentración preferida de FGF en el medio de células ES está en el intervalo de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1000 ng/ml, siendo útiles concentraciones en un intervalo en exceso de aproximadamente 4 ng/ml para evitar la necesidad de suero en el medio. This first phenomenon is believed to be activated by the action of FGF interacting with the FGF receptors in the cells. human ES cells. To avoid the use of serum, it is not particularly critical which of the many known FGF variants are used in culture. Basic FGF or bFGF, also known as FGF2, is commonly used here, but that's only because bFGF is one of the readily commercially available members of the FGF family of factors. More than twenty different members of the FGF family have been identified, and are known as FGF-1 through FGF-27. While the FGF concentration here is given in amounts of bFGF, it should be understood that this is intended to quantify the amount of stimulation of FGF receptors and that the FGF concentration may have to be adjusted, up or down, for other members of the FGF. the FGF family. For bFGF, the preferred concentration of FGF in ES cell medium is in the range of about 0.1 to about 1000 ng / ml, with concentrations in a range in excess of about 4 ng / ml being useful to avoid the need for serum. in the middle.

Sorprendentemente, se ha descubierto que para el segundo atributo de FGF en un medio de células ES humanas, la selección de la variante de FGF tiene cierta importancia. Para este propósito, se ha descubierto que cuando la concentración de bFGF es de aproximadamente 100 ng/ml, esta condición es suficiente para evitar la necesidad de células tanto séricas como alimentadoras, haciendo que el alimentador de cultivo sea independiente. Para este propósito, se ha descubierto que los miembros de la familia FGF FGF2 (bFGF), FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18 son suficientes a 100 ng/ml de cultivo cada uno para hacer que el alimentador de cultivo de células ES humanas sea independiente. Por el contrario, se ha descubierto que los miembros de la familia FGF FGF1 (FGF ácido), FGF1p, FGF3, FGF5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF10, FGF16, Fg F19 y FGF 20 no son suficientes a 100 ng/ml para soportar la independencia del alimentador. Creemos, pero no tenemos datos actuales, que los resultados que usan estas formas de FGF no son el resultado de la concentración y que concentraciones más altas del FGF particular tampoco tendrían éxito en apoyar la independencia del alimentador. Para FGF9, nuestros datos sugieren que a este nivel (100 ng/ml) FGF9 admite el cultivo de células ES humanas, pero los datos han sido ligeramente más equívocos.Surprisingly, it has been found that for the second attribute of FGF in a human ES cell medium, the selection of the FGF variant is of some importance. For this purpose, it has been found that when the concentration of bFGF is about 100 ng / ml, this condition is sufficient to avoid the need for both serum and feeder cells, making the culture feeder independent. For this purpose, it has been found that the members of the FGF family FGF2 (bFGF), FGF4, FGF9, FGF17 and FGF18 are sufficient at 100 ng / ml of culture each to make the human ES cell culture feeder independent. . By contrast, it has been found that members of the FGF FGF1 family (acidic FGF), FGF1p, FGF3, FGF - 5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF10, FGF16, F g F19 and FGF 20 are not sufficient to 100 ng / ml to support the independence of the feeder. We believe, but do not have current data, that results using these forms of FGF are not the result of concentration and that higher concentrations of the particular FGF would also not be successful in supporting feeder independence. For FGF9, our data suggest that at this level (100 ng / ml) FGF9 supports human ES cell culture, but the data have been slightly more equivocal.

La cantidad mínima exacta de las variantes efectivas de FGF que serán suficientes para soportar las células ES humanas como alimentadores independientes en cultivo no se conoce con precisión en este momento, pero se puede determinar mediante ensayos empíricos. Se sabe que para FGF2, 4 ng/ml añadidos al medio solo son insuficientes para el mantenimiento indefinido de células ES humanas euploides indiferenciadas en cultivo, mientras que 100 ng/ml de FGF2 solo en el medio son suficientes. Mientras que las células ES cultivadas en un medio no acondicionado que contiene tan poco como 4 ng/ml permanecerán indiferenciadas durante algún tiempo, y tal vez uno o dos pases, las células posiblemente comenzarán a diferenciarse. En nuestras manos, la capacidad de un medio para cultivar células ES para permanecer indefinidamente indiferenciadas y euploides se demuestra cuando las células se cultivan durante al menos seis pases mientras se mantienen proliferantes, indiferenciadas, euploides y se mantiene la morfología característica de las células ES humanas. Como se usa en el presente documento, una concentración de mantenimiento de un FGF es la concentración de ese FGF necesaria para apoyar el mantenimiento de las células ES humanas en un estado indiferenciado, euploide y proliferativo durante al menos seis pases. Para FGF2, la concentración de mantenimiento mínima es de entre 4 ng/ml y 100 ng/ml y la concentración de mantenimiento mínima exacta se puede determinar usando los siguientes protocolos para interpolar esas cantidades. Para cada uno de otro FGF eficaz, por ejemplo, FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18, la concentración de mantenimiento mínima correspondiente para cada FGF se puede determinar mediante ensayos similares.The exact minimum amount of effective FGF variants that will be sufficient to support human ES cells as independent feeders in culture is not precisely known at this time, but can be determined by empirical testing. It is known that for FGF2, 4 ng / ml added to the medium alone is insufficient for the indefinite maintenance of undifferentiated euploid human ES cells in culture, while 100 ng / ml of FGF2 alone in the medium is sufficient. While ES cells grown in unconditioned medium containing as little as 4 ng / ml will remain undifferentiated for some time, and perhaps one or two passages, the cells will possibly begin to differentiate. In our hands, the ability of an ES cell culture medium to remain indefinitely undifferentiated and euploid is demonstrated when the cells are grown for at least six passages while remaining proliferating, undifferentiated, euploid and maintaining the characteristic morphology of human ES cells. . As used herein, a maintenance concentration of an FGF is the concentration of that FGF necessary to support the maintenance of human ES cells in an undifferentiated, euploid, and proliferative state for at least six passages. For FGF2, the minimum maintenance concentration is between 4 ng / ml and 100 ng / ml and the exact minimum maintenance concentration can be determined using the following protocols to interpolate those amounts. For each of the other effective FGFs, eg, FGF4, FGF9, FGF17, and FGF18, the corresponding minimum maintenance concentration for each FGF can be determined by similar assays.

Los cultivos de células ES humanas en los medios de células ES humanas definidas que se describen a continuación en los ejemplos de referencia se pueden cultivar indefinidamente en ausencia total de células alimentadoras de fibroblastos y sin medios acondicionados mientras permanecen euploides. Las células ES son, por lo tanto, verdaderamente independientes del alimentador. Las células ES humanas conservan todas las características de las células ES humanas, incluida la morfología característica (pequeñas y compactas con membranas celulares indistintas), la proliferación y la capacidad de diferenciarse en muchos, si no todos, los tipos de células en el cuerpo humano. Las células ES humanas también conservarán la característica de que pueden formar las tres capas celulares primordiales cuando se inyectan en ratones inmunodeprimidos. En particular, las células ES retienen la capacidad de diferenciarse en ectodermo, mesodermo y endodermo. Las células ES aún presentan marcadores indicativos del estado de las células ES, como la expresión del factor de transcripción nuclear Oct4, que está asociado con la pluripotencia. A lo largo del proceso y al final, las células ES humanas retienen los cariotipos normales.Human ES cell cultures in the defined human ES cell media described below in the reference examples can be grown indefinitely in the total absence of fibroblast feeder cells and without conditioned media while remaining euploid. ES cells are thus truly feeder independent. Human ES cells retain all the characteristics of human ES cells, including characteristic morphology (small and compact with indistinct cell membranes), proliferation, and the ability to differentiate into many, if not all, cell types in the human body. . Human ES cells will also retain the characteristic that they can form the three primordial cell layers when injected into immunosuppressed mice. In particular, ES cells retain the ability to differentiate into ectoderm, mesoderm, and endoderm. ES cells still display markers indicative of ES cell status, such as the expression of the nuclear transcription factor Oct4, which is associated with pluripotency. Throughout the process and at the end, human ES cells retain normal karyotypes.

EJEMPLOS DE REFERENCIAREFERENCE EXAMPLES

En los primeros experimentos descritos en el presente documento, las células ES humanas se colocaron en placas sobre fibroblastos embrionarios de ratón irradiados (irradiación gamma gris 35). El medio de cultivo para el presente trabajo consistió en 80 % de medio de Eagle modificado por Dulbeco "KnockOut" (DMEM) (Gibco BRL, Rockville, MD), L-Glutamina 1 mM, p-mercap-toetanol 0,1 mM y 1% de reservas de aminoácidos no esenciales (Gibco BRL, Rockville, MD), suplementado con 20 % de suero bovino fetal (HyClone, Logan, UT) o 20 % de KnockOut SR, un sustituto sin suero originalmente optimizado para células ES de ratón (Gibco BRL, Rockville, MD). Los componentes de KnockOut SR son los descritos para los sustitutos de suero en el documento WO 98/30679. In the first experiments described herein, human ES cells were plated on irradiated mouse embryonic fibroblasts (gray gamma irradiation 35). The culture medium for the present work consisted of 80% Dulbeco's modified Eagle's medium "KnockOut" (DMEM) (Gibco BRL, Rockville, MD), 1 mM L-Glutamine, 0.1 mM p-mercap-toethanol and 1% non-essential amino acid stores (Gibco BRL, Rockville, MD), supplemented with 20% fetal bovine serum (HyClone, Logan, UT) or 20% KnockOut SR, a serum-free substitute originally optimized for mouse ES cells (Gibco BRL, Rockville, MD). The components of KnockOut SR are those described for serum substitutes in WO 98/30679.

En experimentos alternativos, el medio se suplementó con suero o con el sustituto de suero mencionado anteriormente KnockOut SR, y con o sin factor de crecimiento de fibroblastos básico recombinante humano (bFGF, 4 ng/ml). El intervalo de concentración preferido de bFGF en el cultivo fue de entre 0,1 ng/ml y 500 ng/ml.In alternative experiments, the medium was supplemented with serum or the previously mentioned KnockOut SR serum substitute, and with or without recombinant human basic fibroblast growth factor (bFGF, 4 ng / ml). The preferred concentration range of bFGF in the culture was between 0.1 ng / ml and 500 ng / ml.

Para determinar la eficacia de la clonación en condiciones de cultivo variables, los cultivos H-9 se disociaron en células individuales durante 7 minutos con tripsina al 0,05 %/EDTA al 0,25 %, se lavaron por centrifugación y se colocaron en placas sobre fibroblastos embrionarios de ratón inactivados mitóticamente (105 células ES por pocillo de una placa de 6 pocillos). Para confirmar el crecimiento a partir de células individuales para la derivación de líneas de células ES clonales, se seleccionaron células individuales mediante observación directa con un microscopio estereoscópico y se transfirieron por micropipeta a pocillos individuales de una placa de 96 pocillos que contiene alimentadores de fibroblastos embrionarios de ratón con medio que contiene 20 % de sustituto de suero y 4 ng/ml de bFGF.To determine cloning efficiency under varying culture conditions, H-9 cultures were dissociated into single cells for 7 minutes with 0.05% trypsin / 0.25% EDTA, washed by centrifugation, and plated. on mitotically inactivated mouse embryonic fibroblasts (105 ES cells per well of a 6-well plate). To confirm growth from individual cells for derivation of clonal ES cell lines, individual cells were selected by direct observation with a stereomicroscope and transferred by micropipette to individual wells of a 96-well plate containing embryonic fibroblast feeders. of mouse with medium containing 20% serum substitute and 4 ng / ml bFGF.

Los clones se expandieron por pase de rutina cada 5-7 días con 1 mg/ml de colagenasa tipo IV (Gibco BRL, Rockville, MD). Seis meses después de la derivación, las células H9 presentaron un cariotipo XX normal mediante técnicas estándar de bandas G (20 extensiones cromosómicas analizadas). Sin embargo, siete meses después de la derivación, en una sola preparación de cariotipo, las extensiones cromosómicas 16/20 presentaron un cariotipo XX normal, pero las extensiones 4/20 demostraron anormalidades aleatorias, incluida una con una translocación al brazo corto del cromosoma 13, una con un cromosoma 20 invertido, una con una translocación al brazo corto número 4 y otra con fragmentación múltiple. Posteriormente, a los 8, 10 y 12,75 meses después de la derivación, las células H9 presentaron cariotipos normales en las 20 extensiones cromosómicas examinadas.Clones were expanded by routine passage every 5-7 days with 1 mg / ml type IV collagenase (Gibco BRL, Rockville, MD). Six months after shunt, H9 cells showed a normal XX karyotype by standard G-banding techniques (20 chromosomal extensions analyzed). However, seven months after shunt, in a single karyotype preparation, the 16/20 chromosome tracts had a normal XX karyotype, but the 4/20 tracts demonstrated random abnormalities, including one with a translocation to the short arm of chromosome 13 , one with an inverted chromosome 20, one with a translocation to short arm number 4, and another with multiple fragmentation. Subsequently, at 8, 10 and 12.75 months after shunt, the H9 cells presented normal karyotypes in the 20 chromosomal extensions examined.

Se observó que la eficiencia de clonación de las células ES humanas en condiciones de cultivo descritas previamente que incluían suero animal era pobre (independientemente de la presencia o ausencia de bFGF). También se observó que en ausencia de suero animal la eficiencia de clonación aumentó, y aumentó aún más con bFGF. Ahora se ha establecido que la adición de FGF facilitó el cultivo de células ES humanas en general y es de particular ayuda para facilitar la clonación de cultivos de ES humanas.The cloning efficiency of human ES cells under previously described culture conditions including animal serum was found to be poor (regardless of the presence or absence of bFGF). It was also observed that in the absence of animal serum the cloning efficiency increased, and increased even more with bFGF. It has now been established that the addition of FGF facilitated the cultivation of human ES cells in general and is of particular help in facilitating the cloning of human ES cultures.

Los datos expresados a continuación son el número total de colonias resultantes de 105 células ES individualizadas tratadas, /- error estándar de la media (porcentaje de eficiencia de clonación de colonias). Con suero fetal al 20 % y sin bFGF hubo un resultado de 240 /- 28. Con suero al 20 % y bFGF (a 4 ng/ml) el resultado fue aproximadamente el mismo, 260 /- 12. En ausencia del suero (presencia de 20 % de sustituto del suero) el resultado sin bFGF fue 633 /- 43 y el resultado con bFGF fue de 826 /- 61. Por tanto, el suero afectó negativamente la eficiencia de clonación, y la presencia del bFGF en ausencia de suero tuvo un beneficio sinérgico adicional en cuanto a la eficiencia de clonación.The data expressed below are the total number of colonies resulting from 105 individualized ES cells treated, / - standard error of the mean (percent colony cloning efficiency). With 20% fetal serum and without bFGF there was a result of 240 / - 28. With 20% serum and bFGF (at 4 ng / ml) the result was approximately the same, 260 / - 12. In the absence of serum (presence 20% serum substitute) the result without bFGF was 633 / - 43 and the result with bFGF was 826 / - 61. Thus, serum negatively affected cloning efficiency, and the presence of bFGF in the absence of serum had an additional synergistic benefit in terms of cloning efficiency.

El cultivo a largo plazo de células ES humanas en presencia de suero no requiere la adición de bFGF suministrado de manera exógena, y (como se señaló anteriormente) la adición de bFGF al medio que contiene suero no incrementa significativamente la eficiencia de clonación de células ES humanas. Sin embargo, en un medio sin suero, bFGF aumentó la eficiencia de clonación inicial de las células ES humanas.Long-term culturing of human ES cells in the presence of serum does not require the addition of exogenously supplied bFGF, and (as noted above) the addition of bFGF to serum-containing medium does not significantly increase the cloning efficiency of ES cells. human. However, in serum-free medium, bFGF increased the initial cloning efficiency of human ES cells.

Además, se ha descubierto que el suministro de bFGF exógeno es muy importante para la continua proliferación indiferenciada de células madre embrionarias de primates en ausencia de suero animal. En un medio sin suero que carece de bFGF exógeno, las células ES humanas se diferenciaron uniformemente por dos semanas de cultivo. La adición de otros factores como LIF (en ausencia de bFGF) no impidió la diferenciación.Furthermore, the supply of exogenous bFGF has been found to be very important for the continued undifferentiated proliferation of primate embryonic stem cells in the absence of animal serum. In serum-free medium lacking exogenous bFGF, human ES cells differentiated uniformly over two weeks of culture. The addition of other factors such as LIF (in the absence of bFGF) did not prevent differentiation.

Los resultados percibidos son particularmente aplicables a las líneas clonales. A este respecto, los clones para expansión se seleccionaron colocando células individualmente en pocillos de una placa de 96 pocillos bajo observación microscópica directa. De 192 células H-9 tratadas en pocillos de placas de 96 pocillos, se expandieron con éxito dos clones (H-9.1 y H-9.2). Ambos clones se cultivaron posteriormente de forma continua en medios complementados con sustituto de suero y bFGF.The perceived results are particularly applicable to clonal lines. In this regard, clones for expansion were selected by placing cells individually in wells of a 96-well plate under direct microscopic observation. Of 192 H-9 cells treated in wells of 96-well plates, two clones (H-9.1 and H-9.2) were successfully expanded. Both clones were subsequently grown continuously in media supplemented with serum substitute and bFGF.

Las células H9.1 y H9.2 mantuvieron un cariotipo XX normal incluso después de más de 8 meses de cultivo continuo posterior a la clonación. Los clones H-9.1 y H-9.2 mantuvieron el potencial de formar derivados de las tres capas germinales embrionarias incluso después de un cultivo a largo plazo en un medio sin suero. Después de 6 meses de cultivo, se confirmó que los clones H9.1 y H9.2 tenían cariotipos normales y a continuación se inyectaron en ratones SCID-beige.H9.1 and H9.2 cells maintained a normal XX karyotype even after more than 8 months of continuous post-cloning culture. Clones H-9.1 and H-9.2 retained the potential to derive all three embryonic germ layers even after long-term culture in serum-free medium. After 6 months of culture, clones H9.1 and H9.2 were confirmed to have normal karyotypes and were then injected into SCID-beige mice.

Tanto las células H9.1 como H9.2 formaron teratomas que contenían derivados de las tres capas germinales embrionarias, incluidos el riñón embrionario del epitelio intestinal (endodermo), el músculo estriado, el músculo liso, el hueso, el cartílago (mesodermo) y el tejido neural (ectodermo). El intervalo de diferenciación observado dentro de los teratomas de las células H9.1 y H9.2 de alto pase fue comparable al observado en los teratomas formados por las células H9 parentales de bajo pase. Both H9.1 and H9.2 cells formed teratomas containing derivatives of all three embryonic germ layers, including the embryonic kidney of the intestinal epithelium (endoderm), skeletal muscle, smooth muscle, bone, cartilage (mesoderm), and neural tissue (ectoderm). The range of differentiation observed within the teratomas of the high-pass H9.1 and H9.2 cells was comparable to that observed in the teratomas formed by the parental low-pass H9 cells.

Debería apreciarse a partir de la descripción anterior que, si bien el suero animal es favorable al crecimiento, es una mezcla compleja que puede contener compuestos beneficiosos y perjudiciales para el cultivo de células ES humanas. Además, diferentes lotes de suero varían ampliamente en su capacidad para soportar una proliferación vigorosa e indiferenciada de células ES humanas. Reemplazar el suero con un componente claramente definido reduce la variabilidad de los resultados asociados con esta variación del lote de suero, y debería permitir estudios de diferenciación más cuidadosamente definidos.It should be appreciated from the above description that, while animal serum is growth-friendly, it is a complex mixture that may contain compounds that are beneficial and detrimental to human ES cell culture. In addition, different batches of serum vary widely in their ability to support vigorous and undifferentiated proliferation of human ES cells. Replacing the serum with a clearly defined component reduces the variability of results associated with this variation of the serum lot, and should allow more carefully defined differentiation studies.

Además, la menor eficiencia de clonación en un medio que contiene suero sugiere la presencia de compuestos en suero usado convencionalmente que son perjudiciales para la supervivencia de las células madre, particularmente cuando las células se dispersan en células individuales. Evitar el uso de estos compuestos es por lo tanto altamente deseado.Furthermore, the lower cloning efficiency in serum-containing medium suggests the presence of compounds in conventionally used serum that are detrimental to stem cell survival, particularly when the cells disperse into individual cells. Avoiding the use of these compounds is therefore highly desired.

Cultivo independiente de alimentadorFeeder independent cultivation

Otras investigaciones se dirigieron más tarde al cultivo de líneas de células ES en concentraciones más altas de FGF, pero en ausencia de células séricas y alimentadoras. Se han usado tres formulaciones de medio diferentes en este trabajo, y esas formulaciones de medio se denominan en el presente documento UM100, BM+ y DHEM. La nomenclatura UM100 se refiere al medio no acondicionado al que se le han agregado 100 ng/ml de bFGF. El medio UM100 contiene el producto de sustituto sérico 'Gibco Knockout', pero no incluye ni requiere el uso de células alimentadoras de fibroblastos de ningún tipo. El medio BM+ es medio basal (DMEM/F12) más aditivos, descritos a continuación, que también permite el cultivo de células sin células alimentadoras, pero este medio omite el producto sustitutivo del suero. Por último, el nombre DHEM se refiere a un medio de células madre embrionarias humanas definidas. Este medio, también descrito a continuación, es suficiente para el cultivo, la clonación y la proliferación indefinida de células ES humanas, ya que está compuesto completamente de constituyentes inorgánicos y solo proteínas humanas, a diferencia del medio BM+ que contiene albúmina bovina.Other investigations later turned to culturing ES cell lines in higher concentrations of FGF, but in the absence of serum and feeder cells. Three different medium formulations have been used in this work, and those medium formulations are referred to herein as UM100, BM +, and DHEM. The UM100 nomenclature refers to unconditioned medium to which 100 ng / ml of bFGF has been added. UM100 medium contains the 'Gibco Knockout' serum substitute product, but does not include or require the use of fibroblast feeder cells of any kind. BM + medium is basal medium (DMEM / F12) plus additives, described below, which also allows the cultivation of cells without feeder cells, but this medium omits the serum replacement product. Finally, the name DHEM refers to a defined human embryonic stem cell medium. This medium, also described below, is sufficient for the culture, cloning and indefinite proliferation of human ES cells, as it is composed entirely of inorganic constituents and only human proteins, unlike BM + medium that contains bovine albumin.

El cultivo de líneas de células ES humanas H1 y H9 en medios UM100/BM+/DHEMCulture of H1 and H9 human ES cell lines in UM100 / BM + / DHEM media

UM100 se preparó como sigue: los medios no acondicionados (UM) consistieron en 80 % (v/v) de DMEM/F12 (Gibco/Invitrogen) y 20 % (v/v) de sustituto sérico 'Knockout' (Gibco/Invitrogen) suplementado con glutamina 1 mM (Gibco/Invitrogen), p-mercaptoetanool 0,1 mM (Sigma - St. Louis, MO) y 1 % de reservas de aminoácidos no esenciales (Gibco/Invitrogen). Para completar el medio, se añadieron 100 ng/ml de bFGF y el medio se filtró a través de un filtro de nailon de 0,22 uM (Nalgene).UM100 was prepared as follows: unconditioned media (UM) consisted of 80% (v / v) DMEM / F12 (Gibco / Invitrogen) and 20% (v / v) 'Knockout' serum substitute (Gibco / Invitrogen) supplemented with 1 mM glutamine (Gibco / Invitrogen), 0.1 mM p-mercaptoethanool (Sigma-St. Louis, MO) and 1% non-essential amino acid pools (Gibco / Invitrogen). To make up the medium, 100ng / ml bFGF was added and the medium was filtered through a 0.22uM nylon filter (Nalgene).

El medio BM+ se preparó como sigue: 16,5 mg/ml de BSA (Sigma), 196 mg/ml de insulina (Sigma), 108 mg/ml de transferrina (Sigma), 100 ng/ml de bFGF, glutamina 1 mM (Gibco/Invitrogen), p-mercaptoetanol 0,1 mM (Sigma) y reserva de aminoácidos no esenciales al 1 % (Gibco/Invitrogen) se combinaron en DMEM/F12 (Gibco/Invitrogen) y la osmolalidad se ajustó a 340 mOsm con NaCl 5M. A continuación, se filtró el medio a través de un filtro de nailon de 0,22 uM (Nalgene).BM + medium was prepared as follows: 16.5 mg / ml BSA (Sigma), 196 mg / ml insulin (Sigma), 108 mg / ml transferrin (Sigma), 100 ng / ml bFGF, 1 mM glutamine (Gibco / Invitrogen), 0.1 mM p-mercaptoethanol (Sigma) and 1% non-essential amino acid pool (Gibco / Invitrogen) were combined in DMEM / F12 (Gibco / Invitrogen) and the osmolality was adjusted to 340 mOsm with 5M NaCl. The medium was then filtered through a 0.22 uM nylon filter (Nalgene).

El medio DHEM se preparó como sigue: 16,5 mg/ml de HSA (Sigma), 196 mg/ml de insulina (Sigma), 108 mg/ml de transferrina (Sigma), 100 ng/ml de bFGF, glutamina 1 mM (Gibco/Invitrogen), p-mercaptoetanol 0,1 mM (Sigma), reserva de aminoácidos no esenciales al 1 % (Gibco/Invitrogen), suplementos vitamínicos (Sigma), oligoelementos (Cell-gro®), y 0,014 mg/L a 0.07 mg/L de selenio (Sigma), se combinaron en DMEM/F12 (Gibco/Invitrogen) y la osmolaridad se ajustó a 340 mOsm con NaCl 5M. Se observa que los suplementos vitamínicos en el medio pueden incluir tiamina (6,6 g/L), glutatión reducido (2mg/L) y ácido ascórbico PO4. Además, los oligoelementos usados en el medio son una combinación de oligoelementos B (Cell-gro®, Cat #: MT 99-175-Cl y C (Cell-gro®, Cat #: MT 99-176-Cl); cada uno de los cuales se vende como una solución 1,000 X. Es bien sabido en la técnica que los oligoelementos B y C contienen la misma composición que los oligoelementos I y II de Cleveland, respectivamente. (Véase Cleveland, W.L., Wood, I. Erlanger, B.F., J. Imm. Methods 56: 221-234, 1983.) A continuación, se filtró el medio a través de un filtro de nailon de 0,22 uM (Nalgene). Finalmente, se agregaron lípidos estériles definidos (Gibco/Invitrogen) para completar el medio.DHEM medium was prepared as follows: 16.5 mg / ml HSA (Sigma), 196 mg / ml insulin (Sigma), 108 mg / ml transferrin (Sigma), 100 ng / ml bFGF, 1 mM glutamine (Gibco / Invitrogen), 0.1 mM p-mercaptoethanol (Sigma), 1% non-essential amino acid pool (Gibco / Invitrogen), vitamin supplements (Sigma), trace elements (Cell-gro®), and 0.014 mg / L at 0.07 mg / L selenium (Sigma), they were combined in DMEM / F12 (Gibco / Invitrogen) and the osmolarity was adjusted to 340 mOsm with 5M NaCl. It is observed that vitamin supplements in the medium can include thiamine (6.6 g / L), reduced glutathione (2mg / L) and ascorbic acid PO 4 . Furthermore, the trace elements used in the medium are a combination of trace elements B (Cell-gro®, Cat #: MT 99-175-Cl and C (Cell-gro®, Cat #: MT 99-176-Cl); each of which is sold as a 1,000 X solution. It is well known in the art that trace elements B and C contain the same composition as Cleveland trace elements I and II, respectively. (See Cleveland, WL, Wood, I. Erlanger, BF, J. Imm. Methods 56: 221-234, 1983.) The medium was then filtered through a 0.22 uM nylon filter (Nalgene) .Finally, defined sterile lipids (Gibco / Invitrogen ) to complete the middle.

Las células madre embrionarias humanas H1 o H9 que previamente se cultivaban en células alimentadoras MEF (fibroblastos embrionarios de ratón) se pasaron mecánicamente con dispasa (1 mg/ml) y se colocaron en placas sobre Matrigel (Becton Dickinson, Bedford, MA). El medio apropiado se cambió diariamente hasta que se determinó que la densidad celular era adecuada para el pase celular. Las células se pasaron a continuación con dispasa como se describe y se mantuvieron en Matrigel (Becton Dickinson).H1 or H9 human embryonic stem cells that were previously grown in MEF feeder cells (mouse embryonic fibroblasts) were mechanically passaged with dispase (1 mg / ml) and plated on Matrigel (Becton Dickinson, Bedford, MA). The appropriate medium was changed daily until the cell density was determined to be adequate for cell passage. Cells were then dispase passaged as described and maintained in Matrigel (Becton Dickinson).

Tasas de crecimiento Growth rates

Para determinar la tasa de crecimiento de las células ES humanas en los diversos medios, las células se colocaron en placas a una densidad de aproximadamente 5 x 105 células/pocillo por triplicado en placas de cultivo de tejidos de 6 pocillos (Nalgene). En los días 3, 5 y 7, los pocillos triplicados se trataron con tripsina/EDTA (Gibco/Invitrogen), se individualizaron y se contó el número de células. El día 7, se trataron pozos adicionales con tripsina, se contaron y se usaron para volver a sembrar una nueva placa a una densidad celular de aproximadamente 2 x 105 células/pocillo. Los cultivos del día 7, que habían sido procesados con tripsina, se analizaron en busca de marcadores superficiales de células ES Oct4, SSEA4 y T ral-60 mediante análisis FACs . Las tasas de crecimiento se recogieron durante 3 pases consecutivos. Los experimentos de tasa de crecimiento muestran que las células ES humanas cultivadas con UM100 crecen tan sólidamente como las células ES humanas cultivadas con CM.To determine the growth rate of human ES cells in the various media, cells were plated at a density of approximately 5 x 10 5 cells / well in triplicate in 6-well tissue culture plates (Nalgene). On days 3, 5, and 7, triplicate wells were trypsin / EDTA (Gibco / Invitrogen), individualized, and cell numbers counted. On day 7, additional wells were trypsinized, counted, and used to reseed a new plate at a cell density of approximately 2 x 105 cells / well. The cultures from day 7, which had been processed with trypsin, were analyzed for ES Oct4, SSEA4 and T ral-60 cell surface markers by FACs analysis. The growth rates were collected during 3 consecutive passes. Growth rate experiments show that human ES cells cultured with UM100 grow as robustly as human ES cells cultured with CM.

Dinámica de uniónUnion dynamics

Para determinar la tasa de unión de las células ES humanas en los diversos medios, las células se colocaron en placas a una densidad de aproximadamente 2 x 105 células/pocillo en una placa de cultivo de tejidos de 6 pocillos (Nalgene). En momentos que varían de 30 minutos a 48 horas, las células no unidas se lavaron y las células unidas se eliminaron con tripsina/EDTA (Gibco/Invitrogen) y se contaron. Estos experimentos se realizaron para examinar si los datos de la tasa de crecimiento con UM100 se debieron a una combinación de mejor unión celular y a un menor crecimiento en comparación con tasas de crecimiento equivalentes para UM100 y CM. Descubrimos que los porcentajes de unión eran equivalentes para ambos medios en todos los momentos. Por lo tanto, crecen al mismo ritmo.To determine the binding rate of human ES cells in the various media, cells were plated at a density of approximately 2 x 10 5 cells / well in a 6-well tissue culture plate (Nalgene). At times ranging from 30 minutes to 48 hours, the unbound cells were washed and the attached cells were removed with trypsin / EDTA (Gibco / Invitrogen) and counted. These experiments were performed to examine whether the growth rate data with UM100 was due to a combination of better cell attachment and lower growth compared to equivalent growth rates for UM100 and CM. We found that the binding percentages were equivalent for both media at all times. Therefore, they grow at the same rate.

Análisis FACS de células ES humanasFACS analysis of human ES cells

Las células ES humanas se eliminaron de una placa de cultivo de tejidos de 6 pocillos (Nalgene) con tripsina/EDTA (Gibco/Invitrogen) suero de pollo al 2% (ICN Biomedicals, Inc., Aurora, OH) durante 10 minutos. a 37 °C. Las células se diluyeron en un volumen igual de tampón FACS (PBS FBS al 2 % azida sódica al 0,1 %) y se filtraron a través de un filtro de células 80 mM (Nalgaziene). Los sedimentos se recogieron durante 5 minutos a 1000 RPM y se resuspendieron en 1 ml de paraformaldehído al 0,5 %. Las células ES humanas se fijaron durante 10 minutos a 37 °C y los sedimentos se recogieron como se describe. Las células ES se resuspendieron en 2 ml de tampón FACS y se contó el número total de células con un hemocitómetro. Las células se sedimentaron como se describe y se permeabilizaron durante 30 minutos en hielo en metanol al 90 %. Las células ES humanas se sedimentaron como se describe y 1 x 105 células se diluyeron en 1 ml de tampón FACS Triton X-100 al 0,1 % (Sigma) en un tubo FACS (Becton Dickinson). hESC se sedimentaron como se describe y se resuspendieron en 50 ml de anticuerpo primario diluido en tampón FACS Triton X-100 al 0,1 % (Sigma). Se aplicaron muestras de anticuerpos de control apropiados en paralelo. Las hESC se incubaron durante la noche a 4 °C. Los sobrenadantes se eliminaron y las células se incubaron en la oscuridad durante 30 minutos a temperatura ambiente en 50 ml de anticuerpo secundario (Molecular Probes/Invitrogen). El análisis FACS se realizó en un clasificador de células Facscalibur (Becton Dickinson) con el software CellQuest (Becton Dickinson). Este procedimiento para realizar el análisis FACS permite detectar marcadores de la superficie celular, para así demostrar que se tienen células ES. El resultado observado fue que las células ES humanas cultivadas en UM100 fueron 90 % positivas para Oct-4 como población. Esto es comparable a las células ES cultivadas con CM y confirma que las células son una población de células ES. Para el análisis de SSEA4 y Tral-60, el proceso se realizó como para Oct-4, excepto que las células no se trataron en paraformaldehído o metanol. Después de la tinción celular, las células se resuspendieron en tampón FACS (sin Triton) y se analizaron como se describe con anticuerpos apropiados en tampón FACS, nuevamente sin Triton. Los cultivos de células ES no diferenciados promediaron aproximadamente un 90 % de resultados positivos para estos dos marcadores de superficie celular también. Esto fue demostrado por el análisis FACS analizado anteriormente.Human ES cells were removed from a 6-well tissue culture plate (Nalgene) with trypsin / EDTA (Gibco / Invitrogen) 2% chicken serum (ICN Biomedicals, Inc., Aurora, OH) for 10 minutes. at 37 ° C. Cells were diluted in an equal volume of FACS buffer (PBS 2% FBS 0.1% sodium azide) and filtered through an 80 mM cell filter (Nalgaziene). The pellets were collected for 5 minutes at 1000 RPM and resuspended in 1 ml of 0.5% paraformaldehyde. Human ES cells were fixed for 10 minutes at 37 ° C and pellets were collected as described. ES cells were resuspended in 2 ml of FACS buffer and the total number of cells was counted with a hemocytometer. Cells were pelleted as described and permeabilized for 30 minutes on ice in 90% methanol. Human ES cells were pelleted as described and 1 x 105 cells were diluted in 1 ml of 0.1% Triton X-100 FACS buffer (Sigma) in a FACS tube (Becton Dickinson). hESCs were pelleted as described and resuspended in 50 ml of primary antibody diluted in 0.1% Triton X-100 FACS buffer (Sigma). Appropriate control antibody samples were applied in parallel. The hESCs were incubated overnight at 4 ° C. The supernatants were removed and the cells were incubated in the dark for 30 minutes at room temperature in 50 ml of secondary antibody (Molecular Probes / Invitrogen). FACS analysis was performed on a Facscalibur cell sorter (Becton Dickinson) with CellQuest software (Becton Dickinson). This procedure to perform the FACS analysis allows the detection of cell surface markers, in order to demonstrate that ES cells are present. The observed result was that human ES cells cultured in UM100 were 90% positive for Oct-4 as a population. This is comparable to ES cells grown with CM and confirms that the cells are a population of ES cells. For the analysis of SSEA4 and Tral-60, the process was performed as for Oct-4, except that the cells were not treated in paraformaldehyde or methanol. After cell staining, cells were resuspended in FACS buffer (without Triton) and analyzed as described with appropriate antibodies in FACS buffer, again without Triton. Undifferentiated ES cell cultures averaged approximately 90% positive results for these two cell surface markers as well. This was demonstrated by the FACS analysis discussed above.

ResultadosResults

Las células de la línea de células ES humanas H1 ahora se han cultivado en el medio UM100 durante más de 33 pases (más de 164 duplicaciones de población) mientras se conserva la morfología y las características de las células ES humanas. Las células H1 se cultivaron en el medio BM+ durante más de 6 pases (70 días) manteniendo la morfología y las características de las células ES humanas. Las células H9 han sido cultivadas en medio DHEM durante más de 5 pases (67 días). Las células ES humanas H9 y H7 también se cultivaron en medio UM100 en un estado indiferenciado durante 22 pases y 21 pases, respectivamente. Los ensayos posteriores de las células cultivadas con BM+ y UM100 establecieron cariotipos normales.Cells of the human ES cell line H1 have now been cultured in UM100 medium for more than 33 passages (more than 164 population doublings) while preserving the morphology and characteristics of human ES cells. The H1 cells were cultured in BM + medium for more than 6 passages (70 days) maintaining the morphology and characteristics of human ES cells. H9 cells have been cultured in DHEM medium for more than 5 passages (67 days). Human ES cells H9 and H7 were also cultured in UM100 medium in an undifferentiated state for 22 passages and 21 passages, respectively. Subsequent testing of cells cultured with BM + and UM100 established normal karyotypes.

El estudio de las formas de células FGFThe study of FGF cell shapes

ES humanas de la línea H1 se cultivó en condiciones estándar en medio acondicionado durante tres pases antes de cambiar a los medios de prueba. Para las condiciones de prueba, las células se cultivaron en medio acondicionado durante 24 horas (día 0) y a continuación se cambiaron a los medios de prueba al día siguiente (día 1). Posteriormente, las células se cultivaron en los respectivos medios de prueba. La línea de células ES humanas H9 también se cultivó en Matrigel en medios acondicionados durante cinco pases antes de cambiar a los medios de prueba en paralelo. Las células se pasaron usando los siguientes procedimientos. Los cultivos celulares se dejaron crecer a densidades adecuadas (lo cual tomó aproximadamente 7 días) en placas de cultivo de tejidos de 6 pocillos y a continuación, los cultivos se trataron con 1 ml de dipasa (1 mg/ml) (Gibco/Invitrogen) durante 5-7 minutos a 37 °C. A continuación, se eliminó la dipasa y se reemplazó con 2 ml del medio de crecimiento apropiado. Usando una pipeta de 5 ml, las células se eliminaron mecánicamente de la placa de cultivo de tejidos y a continuación, se dispersaron mediante pipeteo. Las células se sedimentaron, a continuación, en una centrífuga clínica durante 5 minutos a 1000 rpm. El sedimento se volvió a suspender en un volumen apropiado de medio y se volvió a colocar en una placa con la dilución deseada. La formulación de los medios fue consistente además de la selección de FGF añadido. El medio base era UM100, siendo el FGF variable dependiendo de la condición de prueba deseada. Se probaron las siguientes variantes de FGF, cada una añadida al medio a 100 ng/ml: FGF1 (FGF ácido), FGF1 p (isoforma de FGF ácido), FGF2 (FGF básico), FGF3, FGF4, FGF5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF9, FGF10, FGF16, FGF17, FGF18, FGF19, FGF20. Todos los FGF se adquirieron comercialmente o se produjeron en huéspedes recombinantes.Human ES of the H1 line were cultured under standard conditions in conditioned medium for three passages before switching to test media. For test conditions, cells were grown in conditioned medium for 24 hours (day 0) and then switched to test media the next day (day 1). Subsequently, the cells were cultured in the respective test media. The H9 human ES cell line was also cultured in Matrigel in conditioned media for five passes before switching to parallel test media. Cells were passaged using the following procedures. Cell cultures were grown to suitable densities (which took approximately 7 days) in 6-well tissue culture plates and then the cultures were treated with 1 ml of dipase (1 mg / ml) (Gibco / Invitrogen) for 5-7 minutes at 37 ° C. The dipase was then removed and replaced with 2 ml of the appropriate growth medium. Using a 5 ml pipet, cells were mechanically removed from the tissue culture plate and then dispersed by pipetting. The cells were then pelleted in a clinical centrifuge for 5 minutes at 1000 rpm. The pellet was resuspended in an appropriate volume of medium and re-plated at the desired dilution. The media formulation was consistent in addition to the selection for added FGF. The base medium was UM100, the FGF being variable depending on the desired test condition. The following FGF variants were tested, each added to the medium at 100 ng / ml: FGF1 (acidic FGF), FGF1 p (acidic FGF isoform), FGF2 (basic FGF), FGF3, FGF4, FGF5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF9, FGF10, FGF16, FGF17, FGF18, FGF19, FGF20. All FGFs were commercially purchased or produced in recombinant hosts.

Se valoró la competencia de la forma particular de FGF para soportar cultivos de células ES humanas después de cada pase. Las condiciones que se consideraron capaces de admitir cultivos soportados por cultivo de células ES humanas que proliferaron adecuadamente en un estado no diferenciado en el cultivo, independiente de las células alimentadoras, se pudieron superar de manera efectiva y continuaron expresando los marcadores de células ES humanas Oct4, SSEA4 y Tra1-60. Las condiciones que se consideraron como no capaces de admitir células ES humanas en cultivo dieron lugar a cultivos en los que la diferenciación significativa de las células era evidente por observación morfológica, y las células no podían proliferar tras el pase de la colonia. Las variantes de FGF que soportaron el cultivo de células ES humanas fueron FGF2, FGF4, FGF17 y FGF18. Las variantes de FGF que no admitían el mantenimiento de las células ES humanas en un estado no diferenciado fueron FGF1, FGF1B, FGF3, FGF5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF10, FGF16, FGF19 y FGF20. Los resultados para el medio con FGF9 agregado estaban inicialmente en el margen. Al repetir el procedimiento, parece probable que el FGF9 suplementado a 100 ng/ml también pueda admitir células ES humanas no diferenciadas en cultivo.The competence of the particular form of FGF to support human ES cell cultures was assessed after each passage. Conditions that were deemed capable of supporting culture-supported cultures of human ES cells that adequately proliferated in an undifferentiated state in culture, independent of feeder cells, could be effectively overcome and continued to express the Oct4 human ES cell markers. , SSEA4 and Tra1-60. Conditions that were judged to be unable to admit human ES cells in culture resulted in cultures in which significant differentiation of the cells was evident by morphological observation, and the cells were unable to proliferate after colony passage. The FGF variants that supported human ES cell culture were FGF2, FGF4, FGF17, and FGF18. The FGF variants that did not support the maintenance of human ES cells in an undifferentiated state were FGF1, FGF1B, FGF3, FGF5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF10, FGF16, FGF19 and FGF20. The results for the medium with FGF9 added were initially in the margin. By repeating the procedure, it seems likely that FGF9 supplemented at 100 ng / ml can also support undifferentiated human ES cells in culture.

En la actualidad, los medios complementados con FGF4, FGF17 y FGF20 han admitido cultivos de células ES humanas no diferenciadas de células H1 durante 8 pases. Las réplicas similares con FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18 en las líneas de células ES humanas H9 y H14 se han extendido por 3 y 2 pases respectivamente.Currently, media supplemented with FGF4, FGF17 and FGF20 have supported cultures of undifferentiated human ES cells from H1 cells for 8 passages. Similar replicas with FGF4, FGF9, FGF17 and FGF18 in human ES cell lines H9 and H14 have been extended by 3 and 2 passages respectively.

Si bien el factor de crecimiento de fibroblastos humano básico producido recombinantemente se usó en los experimentos anteriores, el factor de crecimiento de fibroblastos aislado naturalmente también debería ser adecuado. Aplicación industrialWhile recombinantly produced basic human fibroblast growth factor was used in the above experiments, naturally isolated fibroblast growth factor should also be suitable. Industrial application

La presente invención proporciona procedimientos para cultivar células madre embrionarias de primates y medios de cultivo para su uso con las mismas. The present invention provides methods for culturing primate embryonic stem cells and culture media for use therewith.

Claims (6)

REIVINDICACIONES 1. Un medio de cultivo que comprende albúmina, aminoácidos, vitaminas, minerales, al menos una transferrina o sustituto de transferrina, al menos una insulina o sustituto de insulina, el medio de cultivo libre de suero animal y conteniendo al menos 100 ng/ml de un factor de crecimiento de fibroblastos seleccionado de entre el grupo que consiste en FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18, el medio adecuado para cultivar células madre embrionarias de primates en ausencia de suero y en ausencia de células alimentadoras y también en ausencia de medio expuesto a células alimentadoras, donde al menos el 90 % de las células madre en el medio de cultivo expresan Oct-4, SSEA4 o Tral-60.1. A culture medium comprising albumin, amino acids, vitamins, minerals, at least one transferrin or transferrin substitute, at least one insulin or insulin substitute, the culture medium free of animal serum and containing at least 100 ng / ml of a fibroblast growth factor selected from the group consisting of FGF4, FGF9, FGF17 and FGF18, the suitable medium for culturing primate embryonic stem cells in the absence of serum and in the absence of feeder cells and also in the absence of exposed medium to feeder cells, where at least 90% of the stem cells in the culture medium express Oct-4, SSEA4 or Tral-60. 2. El medio de la reivindicación 1, donde las células madre embrionarias de primates son células madre embrionarias humanas.2. The medium of claim 1, wherein the primate embryonic stem cells are human embryonic stem cells. 3. El medio de la reivindicación 1 o 2, donde el factor de crecimiento de fibroblastos está presente en una concentración de 100 ng/ml.3. The medium of claim 1 or 2, wherein the fibroblast growth factor is present at a concentration of 100 ng / ml. 4. Un procedimiento para cultivar células madre embrionarias de primates, que comprende:4. A procedure for culturing primate embryonic stem cells, comprising: cultivar las células madre en un cultivo libre de suero fetal de mamífero y en un medio de cultivo de células madre que incluye aminoácidos, vitaminas, sales, minerales, transferrina o un sustituto de transferrina, insulina o un sustituto de insulina, albúmina, y una concentración mínima del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) de 100 ng/ml, donde el FGF se selecciona de entre el grupo que consiste en FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18, y donde el medio es capaz de soportar el cultivo y la proliferación de células madre pluripotentes euploides proliferativas indiferenciadas humanas, sin células alimentadoras o exposición del medio a células alimentadoras, y donde al menos el 90 % de las células madre en el cultivo expresan Oct-4, SSEA4 o Tral-60.culturing the stem cells in a fetal mammalian serum-free culture and in a stem cell culture medium that includes amino acids, vitamins, salts, minerals, transferrin or a transferrin substitute, insulin or an insulin substitute, albumin, and a minimum fibroblast growth factor (FGF) concentration of 100 ng / ml, where the FGF is selected from the group consisting of FGF4, FGF9, FGF17 and FGF18, and where the medium is capable of supporting culture and proliferation of human undifferentiated proliferative euploid pluripotent stem cells, without feeder cells or exposure of the medium to feeder cells, and where at least 90% of stem cells in the culture express Oct-4, SSEA4 or Tral-60. 5. Un procedimiento para cultivar células madre embrionarias de primates en medios definidos sin suero y sin células alimentadoras, comprendiendo el procedimiento:5. A procedure for culturing primate embryonic stem cells in defined serum-free and feeder-free media, the procedure comprising: cultivar las células madre en un medio de cultivo que contiene albúmina, aminoácidos, vitaminas, minerales, al menos una transferrina o sustituto de transferrina, al menos una insulina o un sustituto de insulina, el medio de cultivo libre de suero fetal de mamífero y conteniendo al menos 100 ng/ml de un factor de crecimiento de fibroblastos seleccionado de entre el grupo que consiste en FGF4, FGF9, FGF17 y FGF18, soportando el medio la proliferación de células madre en un estado indiferenciado sin células alimentadoras o medio acondicionado, y donde al menos el 90 % de las células madre en el cultivo expresan Oct-4, SSEA4 o Tral-60.culturing the stem cells in a culture medium containing albumin, amino acids, vitamins, minerals, at least one transferrin or transferrin substitute, at least one insulin or an insulin substitute, the culture medium free from fetal mammalian serum and containing at least 100 ng / ml of a fibroblast growth factor selected from the group consisting of FGF4, FGF9, FGF17 and FGF18, the medium supporting the proliferation of stem cells in an undifferentiated state without feeder cells or conditioned medium, and where at least 90% of stem cells in culture express Oct-4, SSEA4 or Tral-60. 6. El procedimiento de la reivindicación 5, donde dicha etapa de cultivo incluye las células madre embrionarias que proliferan en cultivo durante más de un mes mientras se mantiene el potencial de las células madre para diferenciarse en derivados de tejidos de endodermo, mesodermo y ectodermo, y mientras se mantiene el cariotipo de las células madre. 6. The method of claim 5, wherein said culture step includes embryonic stem cells that proliferate in culture for more than one month while maintaining the potential of stem cells to differentiate into tissue derivatives of endoderm, mesoderm, and ectoderm, and while maintaining the karyotype of stem cells.
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