Human Stem Cell-Derived Retinal Pigment Epithelial Cells as a Model for Drug Screening and Pre-Clinical Assays Compared to ARPE-19 Cell Line
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Células epiteliais pigmentares da retina derivadas de células-tronco humanas como modelo para triagem de fármacos e ensaios pré-clínicos em comparação com a linhagem celular ARPE-19
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Resumo
Contexto e Objetivos: As doenças oculares têm um alto impacto socioeconômico na sociedade e podem ser uma das áreas em que mais avanços científicos relacionados a células-tronco foram alcançados recentemente. Nesse contexto, a tecnologia de Células-Tronco Pluripotentes Humanas (hPSC) surge como uma ferramenta importante para produzir e estudar Células Epiteliais Pigmentadas da Retina derivadas de Células-Tronco Embrionárias Humanas (hES-RPE) para diversas aplicações, como terapia celular, modelagem de doenças e triagem de fármacos. O uso dessa tecnologia em fases pré-clínicas atende ao desejo geral da população por desenvolvimento de produtos sem o uso de animais. Aqui, objetivamos comparar células hES-RPE com ARPE-19, uma das linhagens celulares imortalizadas de epitélio pigmentado da retina mais comumente utilizadas.
Métodos e Resultados: Os dados funcionais, celulares e moleculares obtidos sugerem que as células hES-RPE se assemelham mais às células epiteliais pigmentadas da retina nativas em comparação com a ARPE-19. Além disso, as células hES-RPE demonstraram uma robustez interessante quando cultivadas em explantes da membrana de Bruch humana e após exposição à ciclosporina (CSA), sirolimo (SRL), tacrolimo (TAC), leflunomida (LEF) e teriflunomida (TER). Nessas condições, as células hES-RPE foram capazes de sobreviver em concentrações mais elevadas dos fármacos, enquanto a linhagem celular ARPE-19 mostrou-se mais suscetível à morte celular.
Conclusões: Portanto, as células hES-RPE parecem ter a capacidade de exercer uma gama mais ampla de funções do EPR do que as células ARPE-19 e devem ser exploradas mais a fundo para triagem de fármacos.
Abstract
Background and Objectives: Eye diseases have a high socioeconomic impact on society and may be one of the fields in which most stem cell-related scientific accomplishments have been achieved recently. In this context, human Pluripotent Stem Cell (hPSC) technology arises as an important tool to produce and study human Embryonic Stem cell derived-Retinal Pigmented Epithelial Cells (hES-RPE) for several applications, such as cell therapy, disease modeling, and drug screening. The use of this technology in pre-clinical phases attends to the overall population desire for animal-free product development. Here, we aimed to compare hES-RPE cells with ARPE-19, one of the most commonly used retinal pigmented epithelial immortalized cell lines.
Methods and Results: Functional, cellular and molecular data obtained suggest that hES-RPE cells more closely resembles native RPEs compared to ARPE-19. Furthermore, hES-RPE revealed an interesting robustness when cultured on human Bruch’s membrane explants and after exposure to Cyclosporine (CSA), Sirolimus (SRL), Tacrolimus (TAC), Leflunomide (LEF) and Teriflunomide (TER). On these conditions, hES-RPE cells were able to survive at higher drug concentrations, while ARPE-19 cell line was more susceptible to cell death.
Conclusions: Therefore, hES-RPEs seem to have the ability to incur a broader range of RPE functions than ARPE-19 and should be more thoroughly explored for drug screening.
Assunto
Oftalmopatias, Células Epiteliais, Células-Tronco Embrionárias Humanas, Terapia Baseada em Transplante de Células e Tecidos
Palavras-chave
ARPE-19, Human embryonic stem cell derived-retinal pigmented epithelial cells, In vitro toxicology, In vitro model
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https://www.ijstemcell.com/journal/view.html?doi=10.15283/ijsc20094