Sandwich-erilaistusmenetelmän optimointi kahdelle ihmisen iPS-solulinjalle ja erilaistettujen sydänlihassolujen karakterisointi

Abstract

Pluripotentteja kantasoluja voidaan erilaistaa sydänlihassoluiksi useilla eri menetelmillä. Erilaistettujen sydänlihassolujen avulla voidaan tutkia sydänsairauksia ja kehittää tautimalleja lääketestauksiin. Tulevaisuudessa potilaan omista soluista erilaistettuja sydänlihassoluja voidaan mahdollisesti käyttää kudosvaurioiden korjaamiseen. Tutkimuksen tavoitteena oli ottaa käyttöön sandwich-erilaistusmenetelmä opinnäytetyöpaikalla. Tarkoitus oli optimoida menetelmä kahdelle solulinjalle ja karakterisoida erilaistettuja sydänlihassoluja. Sandwich-erilaistusmenetelmällä kantasolut ohjataan erilaistumaan sydänlihassoluiksi mattomaisena kerroksena kasvutekijöiden avulla. Erilaistaminen tapahtuu matriksikerrosten välissä.

Optimoitaville uudelleenohjelmoiduille kantasolulinjoille määritettiin menetelmän kannalta parhaiten toimiva solupitoisuus ja passage. Erilaistuneita soluja karakterisoitiin tutkimalla proteiinien ilmentymistä immunosytokemiallisten värjäysten avulla ja geenien ilmentymistä kvantitatiivisen reaaliaikaisen polymeraasiketjureaktion avulla.

Toisella tutkituista linjoista saatiin erilaistettua yksisolukerroksena sykkiviä alueita, mutta toisella erilaistumista ei havaittu kertaakaan. Menetelmän toistettavuus oli heikko ja se oli hyvin herkkä passagen ja solupitoisuuden muutoksille. Jotta menetelmä voitaisiin ottaa käyttöön, sen optimoimista täytyy vielä jatkaa. Tulevaisuudessa menetelmää voitaisiin tutkia useammilla solulinjoilla, sillä tämän tutkimuksen otos oli hyvin pieni.

Pluripotent stem cells can be differentiated into cardiomyocytes by several different methods. Differentiated cardiomyocytes can be used for studying cardiac diseases and for creating cell models for drug testing. In the future, cardiomyocytes differentiated from patient-derived cells may also be used in tissue repair. The objective of this study was to introduce the sandwich differentiation method in the Cardiology Research group. The purpose was to optimise the method for two cell lines and to characterise the differentiated cells. This method uses growth factors to direct stem cells to differentiate into a monolayer of cardiomyocytes. The differentiation is carried out between matrix layers.

The two induced pluripotent stem cell lines were studied in order to find the most efficient cell density and passage. The differentiated cells were characterised by study-ing their protein expression using immunocytochemical staining and gene expression using quantitative real-time polymerase chain reaction.

Areas of beating monolayer were achieved with one cell line, but with the other cell line no differentiation was observed. The repeatability of the method was weak and it was highly sensitive to alterations in passage and cell density. The method requires further optimisation in order for it to be taken into use. In the future, the method could be fur-ther studied with multiple cell lines, as in this study the sampling was very scarce.