Las células madre pueden formar espontáneamente agregados en cultivo mediante mecanismos que implican interacciones entre células. [1] La formación del cuerpo embrionario de células madre embrionarias (ESC) puede mejorar la expansión de ESC mientras mantiene la pluripotencia de las ESC para aplicaciones de bioprocesamiento. [2] Las ESCs forman espontáneamente cuerpos embrioides en cultivo a través de un mecanismo que involucra a E-cadherina, que es una proteína de unión célula-célula. [3] E-cadherina también es necesaria para la supervivencia de células madre embrionarias después de la disociación, lo que sugiere que célula-célula los contactos son importantes para la supervivencia. [4] Los protocolos para la formación de cuerpos embrioides a partir de células disociadas generalmente requieren un inhibidor de la proteína quinasa que contiene espiral enrollada, asociada a Rho (ROCK), lo que sugiere que la contractilidad celular puede interferir con la formación de agregados. [5] Los protocolos pueden evitar el uso del inhibidor de ROCK para formar cuerpos embrioides a través de métodos que implican la agregación forzada. [6] [7] La formación de cuerpos embrioides a menudo puede dar como resultado la diferenciación espontánea de las ESC al linaje cardíaco, y este compromiso de linaje está regulado por el colágeno I y la integrina Beta-1. [8]
Otros tipos de células madre también pueden formar agregados espontáneamente en la cultura. Por ejemplo, las células madre mesenquimales (MSCs) pueden formar espontáneamente agregados a través de un mecanismo que implica N-cadherina, cadherina-11, y en un subconjunto de MSCs derivadas del cordón umbilical, E-cadherina. La formación de agregados MSC es atractiva para aplicaciones de bioprocesamiento y puede aumentar la capacidad funcional de las MSC a través de una mayor expresión de factores de crecimiento antiinflamatorios y proangiogénicos. [9] El esquema a continuación destaca el mecanismo hipotético de formación de agregados MSC, donde las interacciones célula-célula y las interacciones célula-matriz dan como resultado la clasificación del esferoide en un núcleo denso y un exterior de MSC capaz de interacciones célula-matriz fuertes a través de integrinas. [10]
De manera más general, se ha propuesto que el autoensamblaje de células madre en agregados es impulsado por la adhesión diferencial al sustrato y a otras células a través de interacciones célula-célula. La hipótesis de adhesión diferencial (DAH) propone que las células minimicen la energía libre de las interacciones célula-célula y se organicen espontáneamente para formar un agregado con células fuertemente asociadas en el centro y células débilmente asociadas en el exterior. [11] Además, se propone que estas células exteriores asociadas débilmente exhiban interacciones célula-matriz más fuertes que las interacciones célula-célula, lo que sugiere que su polarización puede reflejar su adhesión preferencial a la matriz frente a otras células. Los investigadores han demostrado que la expresión diferencial de las cadherinas puede dar como resultado la clasificación de las poblaciones de células en un agregado en apoyo de la DAH. [12] No obstante, en base a los datos anteriores, es razonable proponer que la expresión diferencial de cadherina y la expresión de ECM / integrina pueden conducir a la formación y reorganización de agregados.
Además de las ESC y las MSC, otros tipos de células, incluidas las células epiteliales del pigmento de la retina y las células mamarias, pueden autoensamblarse en esferoides. Varios otros tipos de células ( por ejemplo , hepatocitos, células tumorales, células endoteliales, fibroblastos y condrocitos) también pueden forzarse a agregarse utilizando los métodos descritos en las referencias a continuación ( por ejemplo, cultivo en platos no adherentes, placas o moldes de fondo redondo no adherentes). , colgando gota). [13] La propensión de las células para autoensamblarse o para formar agregados por la fuerza probablemente se deba a la expresión diferencial de receptores que facilitan las interacciones célula-matriz frente a célula-célula.
Notas a pie de página
¿Pueden los cambios magnéticos afectar las células cancerosas?
¿Cómo se transportan los materiales dentro de una celda?
¿Cómo se detienen los ciclos de retroalimentación positiva?
[1] Adhesión celular-celular
[2] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/…
[3] La afinidad adhesiva celular no dicta la segregación y el posicionamiento primordial del endodermo durante …
[4] http://www.tandfonline.com/doi/p…
[5] Formación reproducible, de ultra alto rendimiento, de organización multicelular a partir de agregados de células madre embrionarias humanas derivadas de suspensiones celulares únicas
[6] El inhibidor de ROCK no se requiere para la formación de cuerpos embrioides a partir de células madre embrionarias humanas singularizadas
[7] Formación de cuerpos embrioides bien definidos a partir de células madre pluripotentes inducidas disociadas utilizando matrices de micropocillos repelentes de celulas microfabricadas
[8] BMC Cell Biology
[9] Agregados tridimensionales de células madre mesenquimales: mecanismos celulares, propiedades biológicas y aplicaciones
[10] Agregados tridimensionales de células madre mesenquimales: mecanismos celulares, propiedades biológicas y aplicaciones
[11] Revista de Zoología Experimental
[12] La hipótesis de adhesión diferencial: una evaluación directa
[13] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/…
