L’inibizione di RockII e la coltura in 3D favoriscono il differenziamento di cellule beta da iPSC

Le cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) possono generare cellule funzionali che producono insulina (i?). Esistono oggi dei protocolli di differenziamento che generano β-cellule con resa ed efficienza variabile. È stato riportato che l’aggiunta di modulatori dei pathways dello sviluppo embrionale, di matrice extracellulare e la coltura in 3D possono migliorare il differenziamento e produrre più β-cellule con fenotipo maturo. Scopo di questo lavoro è il miglioramento della metodica di differenziamento di iPSC in β cellule mature. Due nuove linee di iPSC (DRI1 e DRI2) sono state generate tramite riprogrammazione con Sendai virus di cellule del sangue di due donatori sani. DRI1 e DRI2 sono state differenziati in vitro in iβ, con e senza l’aggiunta di Verteporfin, H1152, Latrunculin A, IWP-2 e Tranylcypromine (TCP). L’efficienza di differenziamento è stata valutata tramite Taqman, citofluorimetria e immunofluorescenza anche in cellule seminate a diversi stadi di differenziamento in dischetti di matrice decellularizzata di polmone, prodotti da Betalin Therapeutics. Inoltre, le iPSC in differenziamento sono state passate da una coltura 2D a una coltura 3D in bioreattori. Infine, le cellule differenziate sono state trapiantate sotto la capsula renale e nel fegato di topi immunodeficienti diabetici, seguiti nel tempo con test metabolici. L’aggiunta di H1152, un inibitore specifico del pathway di RockII, ha portato un significativo miglioramento dell’efficienza: le cellule insulino positive alla fine del differenziamento sono passate da 17,6±4,7% nel controllo a 22,8±7,2% con H1152. Anche la coltura in 3D in bioreattori ha portato a un aumento delle cellule insulino positive da 20,0% nel controllo a 32,6% in 3D. L’aggiunta di Verteporfin, Latrunculin A, IWP-2 e TCP nonché la coltura su matrice extracellulare, non hanno migliorato l’efficienza del differenziamento. Infine, le cellule β derivate da iPSC attecchiscono e sopravvivono se trapiantate in modelli murini diabetici e secernono c-peptide sotto stimolo ai follow-up di 4 e 10 settimane. L’aggiunta di H1152 e della coltura in 3D delle iPSC in differenziamento ha portato a una produzione di una maggiore quantità e qualità di cellule insulino positive, utilizzabili in futuro per la terapia cellulare del diabete di tipo 1.