Automatizando a geração de iPSC para permitir terapia de substituição de células fotorreceptoras autólogas

Journal of Translational Medicine volume 21, número do artigo: 161 (2023) Citar este artigo

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A degeneração hereditária da retina é uma das principais causas de perda de visão incurável no mundo desenvolvido. Embora a substituição autóloga de células fotorreceptoras mediada por iPSC seja teoricamente possível, a falta de tecnologias comercialmente disponíveis projetadas para permitir a produção paralela de alto rendimento de terapias específicas do paciente tem dificultado a tradução clínica.

Neste estudo, descrevemos o uso da plataforma robótica de cultura de células de precisão Cell X para permitir a produção paralela de iPSCs específicos de pacientes de nível clínico. A Célula X está alojada em um isolador asséptico fechado compatível com ISO Classe 5 cGMP (Biospherix XVivo X2), onde foram realizados todos os procedimentos, desde cultura de fibroblastos até geração de iPSC, expansão clonal e diferenciação de retina.

As iPSCs de pacientes geradas usando a plataforma Cell X foram determinadas como pluripotentes por meio de análise de cartão de pontuação e geneticamente estáveis ​​por meio de cariótipo. Conforme determinado por imunocoloração e microscopia confocal, os iPSCs gerados usando a plataforma Cell X deram origem a organoides retinais que eram indistinguíveis dos organoides derivados de iPSCs gerados manualmente. Além disso, 120 dias após a diferenciação, a análise de sequenciamento de RNA unicelular revelou que as células geradas usando a plataforma Cell X eram comparáveis ​​àquelas geradas sob condições manuais em um laboratório separado.

Desenvolvemos com sucesso uma plataforma robótica de geração de iPSC e procedimentos operacionais padrão para a produção de células precursoras de fotorreceptores de alta qualidade que são compatíveis com as boas práticas de fabricação atuais. Este sistema permitirá a produção de iPSCs de nível clínico para substituição autóloga de células da retina.

Desde o primeiro transplante renal bem-sucedido entre gêmeos idênticos em 1954 [1], o campo da medicina regenerativa floresceu. O transplante de órgãos sólidos compatíveis com HLA é agora comum, salvando milhares de vidas a cada ano [2, 3]. O sucesso do transplante de órgãos sólidos pode ser creditado em parte ao fato de que o tecido permanece viável por um longo período pós-colheita e que é possível restabelecer conexões funcionais com o hospedeiro através de uma combinação de microcirurgia e sistema nervoso periférico (SNP). reinervação. Ao contrário dos órgãos periféricos, os tecidos maduros do sistema nervoso central (SNC) não apresentam as mesmas vantagens. Especificamente, os tecidos do SNC sofrem danos irreversíveis minutos após a perda da perfusão. Além disso, devido às propriedades ambientais e intrínsecas das células, a capacidade de regeneração dos neurônios maduros do SNC é limitada. Por exemplo, após o transplante sub-retiniano em camundongos degenerativos da retina, camadas intactas de células fotorreceptoras maduras não conseguem estender os axônios ou fazer conexões sinápticas com os interneurônios da retina do hospedeiro [4]. Em contraste, o desenvolvimento de células progenitoras da retina pode integrar-se facilmente com a retina distrófica do hospedeiro pós-transplante [5]. Por esse motivo, nós e outros concentramos nossa atenção no desenvolvimento de estratégias de substituição de células fotorreceptoras baseadas em células-tronco para o tratamento de pacientes com cegueira degenerativa da retina [6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 ,16,17,18,19,20,21,22,23].

Embora as células progenitoras da retina e precursoras dos fotorreceptores pós-mitóticos estejam em um estágio apropriado de desenvolvimento para o transplante de retina [5, 24,25,26,27], essas células só podem ser colhidas da retina do doador fetal em estágio avançado, tornando-as eticamente desfavoráveis ​​​​e difíceis. obter em número suficiente para ser clinicamente viável. Em vez de isolar células progenitoras da retina de um feto em desenvolvimento, a área concentrou grande parte de sua atenção no desenvolvimento de protocolos projetados para orientar a diferenciação de células-tronco pluripotentes nos tipos de células desejados [28,29,30,31,32,33, 34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44].