Isolation, characterization and in vitro differentiation of human embryonic stem cell lines

İnsan embriyonik kök -hücre dizilerinin elde edilmesi, tanımlanması ve farklılaşma potansiyellerinin araştırılması

Abstract

Under suitable in vitro and in vivo conditions, human embryonic stem cells have the ability differentiate into all cell types in a human body. Therefore, it has been thought that they can play a very important therapeutic role in a variety of neurodegenerative and life-threatening disorders in the near future. To our knowledge, here we report the isolation, establishment and characterization of first human embryonic stem cell lines as well as their differentiation potential into variety of somatic cell types in Turkey. Twenty-six blastocyst-stage embryos donated for research were used for embryonic stem cell isolation. Blastocysts were processed either for immunosurgery or direct culture methods for inner cell mass isolation. In either case, apparent primary colonies after 7-10 days of culture were mechanically isolated and passaged into new plates. A total of 9 primary stem cell colonies were obtained. Seven of these cell lines were further expanded and tested for their karyotypes, cell surface antigens, alkaline phosphatase expression as well as their in vitro differentiation potential. Also, cells were cryopreserved by vitrification at certain passages and growth parameters were analyzed after thawing. In conclusion, limited availability of stem cell lines as well as the limitations from the financial or ethical aspects restrict the number of research projects on human embryonic stem cells worldwide. Our results on establishment of new hESC lines can create additional potential sources for futher worldwide and nationwide research on stem cells.

Özet

İnsan embriyonik kök hücrelerinin, uygun in vitro ve in vivo şartlarda insan vücudunu oluşturan tüm somatik hücre tiplerine dönüşebilme özelliğine sahip olmaları bu hücrelerin yakın gelecekte ölümcül veya yaşamı olumsuz etkileyen birçok hastalığın tedavisinde kullanılabileceğini göstermektedir. Bu çalışmada, bilebildiğimiz kadarıyla ülkemizdeki ilk insan embriyonik kök hücre dizilerinin elde edilmesi, tanımlanması ve farklılaşma potansiyellerinin araştırılmasına ait bulgular sunulmaktadır. Blastosist aşamasına ulaşmış 26 insan embriyosu embriyonik kök hücre izolasyonu için kullanıldı. Blastosistlerin iç hücre kütlesi immünocerrahi veya doğrudan kültür teknikleri kullanılarak izole edildi. Her iki durumda da, 7-10 gün sonra gözlenen öncül hücre kolonileri mekanik yolla ayrıştırılarak yeni kültür kaşlarına ekildi. İç hücre kütlesi izolasyonu ve kültürü sonrası 9 (dokuz) farklı kök hücre dizisi elde edildi. Gelişimleri takip edilebilen 7 (yedi) kök hücre dizisi karyotipleri, yüzey antijenleri, alkalin fosfataz ekspresyonu ve in vitro farklılaşma potansiyelleri bakımından incelendi. Ayrıca, hücreler belirli pasajlarda vitrifikasyon yöntemiyle donduruldu, tekrar çözüldükten sonra gelişim değerlendirmesi yapıldı. Sonuç olarak, kullanılabilecek tanımlanmış embriyonik kök hücre sayısının sınırlı oluşu, elde edilme ve büyütülmelerinin yüksek maliyet gerektirmesi ve etik sorunlar dünya genelinde gerçekleştirilen insan embriyonik kök hücre çalışmaları sayısını sınırlandırmaktadır. Araştırmamızın neticesinde elde edilen insan embriyonik kök hücre (EKH) dizileri ulusal ve uluslararası araştırmalar için yeni ve potansiyel bir kaynak oluşturacaktır.