Las iPSCs humanas trisómicas de fibroblastos con síndrome de Down manifiestan alteraciones mitocondriales tempranas durante la diferenciación neuronal
Autores: Mollo, Nunzia; Esposito, Matteo; Aurilia, Miriam; Scognamiglio, Roberta; Accarino, Rossella; Bonfiglio, Ferdinando; Cicatiello, Rita; Charalambous, Maria; Procaccini, Claudio; Micillo, Teresa; Genesio, Rita; Calì, Gaetano; Secondo, Agnese; Paladino, Simona; Matarese, Giuseppe; Vita, Gabriella De; Conti, Anna; Nitsch, Lucio; Izzo, Antonella
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Las iPSCs humanas trisómicas de fibroblastos con síndrome de Down manifiestan alteraciones mitocondriales tempranas durante la diferenciación neuronal
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Alteraciones mitocondriales
Diferenciación neuronal
IPSCs trisómicas
NPCs
Disfunción mitocondrial
Diferenciación glial.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La presencia de alteraciones mitocondriales en el síndrome de Down sugiere que podría afectar la diferenciación neuronal. Establecimos un modelo de iPSCs trisómicas, diferenciándolas en células precursoras neuronales (NPCs) para monitorear la ocurrencia de defectos de diferenciación y disfunción mitocondrial. Métodos: Las iPSCs trisómicas y euploides isogénicas fueron diferenciadas en NPCs en cultivos en monocapa utilizando el protocolo de inhibición dual-SMAD. La expresión de genes de pluripotencia y diferenciación neuronal se evaluó mediante qRT-PCR e inmunofluorescencia. Se realizó un meta-análisis de los datos de expresión en iPSCs. Se investigaron el Ca mitocondrial, las especies reactivas de oxígeno (ROS) y la producción de ATP utilizando sondas fluorescentes. La tasa de consumo de oxígeno (OCR) se determinó mediante el analizador Seahorse. Resultados: Las NPCs en el día 7 de inducción expresaron uniformemente los marcadores de diferenciación PAX6, SOX2 y NESTIN, pero no el marcador de pluripotencia OCT4. En el día 21, las NPCs trisómicas expresaron niveles más altos de genes típicos de diferenciación glial. Los perfiles de expresión indicaron que los genes mitocondriales estaban desregulados en las iPSCs trisómicas. Las NPCs trisómicas mostraron Ca mitocondrial alterado, reducción en la OCR y síntesis de ATP, y producción elevada de ROS. Conclusiones: Las iPSCs trisómicas humanas pueden ser diferenciadas de manera rápida y eficiente en monocapas de NPC. Las NPCs trisómicas obtenidas exhiben un mayor potencial de diferenciación similar a glía que sus contrapartes euploides y manifiestan disfunción mitocondrial tan pronto como el día 7 de la diferenciación neuronal.
Descripción
La presencia de alteraciones mitocondriales en el síndrome de Down sugiere que podría afectar la diferenciación neuronal. Establecimos un modelo de iPSCs trisómicas, diferenciándolas en células precursoras neuronales (NPCs) para monitorear la ocurrencia de defectos de diferenciación y disfunción mitocondrial. Métodos: Las iPSCs trisómicas y euploides isogénicas fueron diferenciadas en NPCs en cultivos en monocapa utilizando el protocolo de inhibición dual-SMAD. La expresión de genes de pluripotencia y diferenciación neuronal se evaluó mediante qRT-PCR e inmunofluorescencia. Se realizó un meta-análisis de los datos de expresión en iPSCs. Se investigaron el Ca mitocondrial, las especies reactivas de oxígeno (ROS) y la producción de ATP utilizando sondas fluorescentes. La tasa de consumo de oxígeno (OCR) se determinó mediante el analizador Seahorse. Resultados: Las NPCs en el día 7 de inducción expresaron uniformemente los marcadores de diferenciación PAX6, SOX2 y NESTIN, pero no el marcador de pluripotencia OCT4. En el día 21, las NPCs trisómicas expresaron niveles más altos de genes típicos de diferenciación glial. Los perfiles de expresión indicaron que los genes mitocondriales estaban desregulados en las iPSCs trisómicas. Las NPCs trisómicas mostraron Ca mitocondrial alterado, reducción en la OCR y síntesis de ATP, y producción elevada de ROS. Conclusiones: Las iPSCs trisómicas humanas pueden ser diferenciadas de manera rápida y eficiente en monocapas de NPC. Las NPCs trisómicas obtenidas exhiben un mayor potencial de diferenciación similar a glía que sus contrapartes euploides y manifiestan disfunción mitocondrial tan pronto como el día 7 de la diferenciación neuronal.