An alveolar model based on development of ultrathin artificial basement membrane and automatic system for tissue formation derived from human induced pluripotent stem cells
Un modèle alvéolaire basé sur le développement des nouveaux dispositifs et des nouveaux protocoles pour la différenciation des cellules souches pluripotentes humaines induites
Résumé
The objective of this work is to develop an alveolar model based on an ultrathin artificial basement membrane (ABM) and an automatic system for the control of differentiation of human-induced pluripotent stem cells (hiPSCs). The ABM was achieved by gel deposition of type IV collagen and laminin on a high porosity backbone of monolayer of gelatin nanofibers. Alveolar organoids could be generated, freezed and defreezed for routine uses. Alveolar tissue constructs were fabricated by disassociating alveolar organoids into single cells and culturing them on an ABM under air-liquid interface conditions. They were then characterized by transepithelial electrical resistance monitoring, demonstrating the reliability of the model. The developed automatic system has also been used for hiPSC differentiation into cardiomyocytes and neurons. Finally, the hiPSC derived alveolar tissues and cardiomyocytes were used for preliminary studies of the cellular responses to the Sprotein of Covid-19, showing remarkable toxicity which deserves further investigations.
L'objectif de ce travail est de développer un modèle alvéolaire basé sur une membrane basale artificielle ultramince (ABM) et un système automatique de contrôle de la différenciation des cellules souches pluripotentes induites par l'homme (hiPSC). L'ABM a été réalisé par dépôt de gel de collagène de type IV et de laminine sur un réseau de monocouche de nanofibres de gélatine à haute porosité. Des organoïdes alvéolaires pourraient être générés, gelés et dégelés pour des utilisations de routine. Des tissus alvéolaires ont été obtenus en dissociant les organoïdes alvéolaires en cellules uniques et en les cultivant sur un ABM dans des conditions d'interface air-liquide. Ils ont ensuite été caractérisés par des mesures de la résistance électrique transépithéliale, démontrant la faisabilité du modèle. Le système automatique développé a également été utilisé pour la différenciation des hiPSCs en cardiomyocytes et en neurones. Enfin, les tissus alvéolaires et les cardiomyocytes dérivés de hiPSC ont été utilisés pour des études préliminaires des réponses cellulaires à la protéine S de Covid-19, montrant une toxicité remarquable qui mérite une étude très approfondie.
Origine : Version validée par le jury (STAR)