L’inibizione delle proteine BET aumenta l’efficienza di differenziamento di iPSC in beta cellule

Introduzione: nuove fonti di cellule che secernono insulina sono necessarie per la cura del diabete. Abbiamo recentemente pubblicato che cellule iPS umane differenziano in vitro in cellule che secernono insulina con un’efficienza del 7%. È stato dimostrato che l’inibizione delle proteine BET è in grado portare all’aumento del contenuto insulinico in una linea β cellulare di ratto. L’obiettivo di questo studio è aumentare l’efficienza di differenziamento delle cellule iPS in β cellule tramite regolazione epigenetica mediata dall’inibizione delle proteine BET. Metodi: cellule somatiche adulte di un individuo sano sono state riprogrammate a iPSC con vettori episomali contenenti i fattori di Yamanaka. Le iPSC sono state differenziate seguendo le fasi di sviluppo del pancreas in presenza o in assenza di un inibitore delle proteine BET (iBET151). L’espressione di geni marcatori di differenziamento pancreatico è stata misurata mediante qRT-PCR ed espressa come fold change (FC) iβrispetto alle cellule indifferenziate. Sulle cellule terminalmente differenziate (iβ) sono state eseguite: i) analisi citofluorimetrica e immunofluorescenze dei marcatori pancreatici Pdx1, Nkx6.1, ChgA, Gcg e Ins; ii) secrezione di insulina/C-peptide basale e dinamica in risposta al glucosio.
Risultati: L’analisi di espressione genica nelle cellule iβ ha rivelato l’up-regolazione dei geni marcatori di endoderma pancreatico PDX1, NKX2.2 e NKX6.1 (3162600.1±362752.6, 2811.8±1302.9 e 437.8±174.3 FC rispettivamente) e di INS (104213372.1±36870679.9 FC). In presenza di iBET151 le cellule iβ esprimono livelli più alti di mRNA di NKX2.2, NKX6.1 e INS (1.9, 2.7 e 1.8 FC) rispetto alle non trattate. Alla fine del differenziamento fino al 30%, 21% e 9% delle iβ è risultata essere Pdx1, Nkx6.1 e Insulina positiva, mentre in presenza di iBET151 le percentuali aumentano rispettivamente a 55%, 43% e 16%. Inoltre le cellule iβ trattate con iBET151 secernono 1.46 FC più C-peptide rispetto alle non trattate in condizioni statiche, e in dinamica sono in grado di secernere insulina in risposta al glucosio. Conclusioni: le cellule iPSC differenziano in cellule che producono insulina in vitro e la regolazione epigenetica mediata da iBET151 è in grado di aumentare l’efficienza di differenziamento.