Abstract
Introduzione: le cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) possono differenziare in cellule β, ma è ancora necessario migliorarne la maturazione in cellule β funzionali. Durante l’organogenesi pancreatica le cellule mesenchimali ed endoteliali favoriscono lo sviluppo delle β cellule, tramite supporto strutturale e rilascio di fattori trofici. Il nostro scopo è di utilizzare cellule staminali mesenchimali (pMSC) ed endoteliali (HIMEC) organo-specifiche derivate dal pancreas in supporto al differenziamento e alla funzione delle cellule β derivate dalle iPSC (iβ), e verificare se il 3D bioprinting può preservarne la vitalità. Metodi: Le iPSC (clone CGTRCiB10) sono state differenziate seguendo un protocollo di 25 giorni che mima gli stadi dello sviluppo del pancreas in 5 diverse condizioni sperimentali: controllo (Diff), aggiunta del surnatante delle pMSC dal giorno 4 al 13 (M-Diff), aggiunta del surnatante delle HIMEC dal giorno 14 al 25 (H- Diff), aggiunta di entrambi i surnatanti (MH-Diff), aggiunta di pMSC in transwell (pMSC TW4-13Diff). Le iβ sono state stampate in 3D in un bioscaffold costituito da alginato, cellulosa nanofibrillare e laminine. Risultati: L’espressione di geni dell’endoderma pancreatico (PDX1, NKX6.1, INS) nelle iβ è maggiore in M-Diff e pMSC TW4-13Diff rispetto al controllo, ma minore in H-Diff e MH-Diff. Con le pMSC la percentuale di cellule Ins+ nelle iβ è aumentata dal 27% (Diff) al 35% (M-Diff) e al 37% (pMSC TW4-13Diff), mentre è diminuita con le HIMEC (17% in H-Diff e 19% in MH-Diff). La perifusione dinamica ha rivelato che le iβ secernono fino a 1190 pg/ml di insulina in risposta al glucosio in Diff, che aumenta a 2362 pg/ml in M-Diff e 2114 pg/ml in pMSC TW4-13Diff. L’analisi delle proteine secrete dalle pMSC ha rivelato che rilasciano citochine e fattori trofici potenzialmente coinvolti nella maturazione delle cellule β. Le iβ stampate in 3D mantengono la vitalità e il fenotipo più a lungo rispetto alla coltura in 2D. Conclusioni: La presenza di pMSC (sia come surnatante che in TW) supporta il differenziamento di iPSC in cellule β mature attraverso meccanismi ancora in fase di studio, ed il bioscaffold 3D favorisce la sopravvivenza delle cellule. Esperimenti in corso stanno valutando l’effetto della co-coltura in 3D di iβ e pMSC.
Tipo: CO
Codice: 96