The dynamical organization of the core pluripotency transcription factors responds to differentiation cues in early S-phase

DNA replication in stem cells is a major challenge for pluripotency preservation and cell fate decisions. This process involves massive changes in the chromatin architecture and the reorganization of many transcription-related molecules in different spatial and temporal scales. Pluripotency is controlled by the master transcription factors (TFs) OCT4, SOX2 and NANOG that partition into condensates in the nucleus of embryonic stem cells. These condensates are proposed to play relevant roles in the regulation of gene expression and the maintenance of pluripotency. Here, we asked whether the dynamical distribution of the pluripotency TFs changes during the cell cycle, particularly during DNA replication. Since the S phase is considered to be a window of opportunity for cell fate decisions, we explored if differentiation cues in G1 phase trigger changes in the distribution of these TFs during the subsequent S phase. Our results show a spatial redistribution of TFs condensates during DNA replication which was not directly related to chromatin compaction. Additionally, fluorescence fluctuation spectroscopy revealed TF-specific, subtle changes in the landscape of TF-chromatin interactions, consistent with their particularities as key players of the pluripotency network. Moreover, we found that differentiation stimuli in the preceding G1 phase triggered a relatively fast and massive reorganization of pluripotency TFs in early-S phase. Particularly, OCT4 and SOX2 condensates dissolved whereas the lifetimes of TF-chromatin interactions increased suggesting that the reorganization of condensates is accompanied with a change in the landscape of TF-chromatin interactions. Notably, NANOG showed impaired interactions with chromatin in stimulated early-S cells in line with its role as naïve pluripotency TF. Together, these findings provide new insights into the regulation of the core pluripotency TFs during DNA replication of embryonic stem cells and highlight their different roles at early differentiation stages

Cell cycle dynamics of mouse embryonic stem cells in the ground state and during transition to formative pluripotency

Mouse embryonic stem cells (mESCs) can be maintained as homogeneous populations in the ground state of pluripotency. Release from this state in minimal conditions allows to obtain cells that resemble those of the early post-implantation epiblast, providing an important developmental model to study cell identity transitions. However, the cell cycle dynamics of mESCs in the ground state and during its dissolution have not been extensively studied. By performing live imaging experiments of mESCs bearing cell cycle reporters, we show here that cells in the pluripotent ground state display a cell cycle structure comparable to the reported for mESCs in serum-based media. Upon release from self-renewal, the cell cycle is rapidly accelerated by a reduction in the length of the G1 phase and of the S/G2/M phases, causing an increased proliferation rate. Analysis of cell lineages indicates that cell cycle variables of sister cells are highly correlated, suggesting the existence of inherited cell cycle regulators from the parental cell. Together with a major morphological reconfiguration upon differentiation, our findings support a correlation between this in vitro model and early embryonic events.Fil: Waisman, Ariel. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Sevlever, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Elías Costa, Martín. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Cosentino, María Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Miriuka, Santiago Gabriel. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Ventura, Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Guberman, Alejandra Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Dynamical reorganization of the pluripotency transcription factors Oct4 and Sox2 during early differentiation of embryonic stem cells

Pluripotency maintenance requires transcription factors (TFs) that induce genes necessary to preserve the undifferentiated state and repress others involved in differentiation. Recent observations support that the heterogeneous distribution of TFs in the nucleus impacts on gene expression. Thus, it is essential to explore how TFs dynamically organize to fully understand their role in transcription regulation. Here, we examine the distribution of pluripotency TFs Oct4 and Sox2 in the nucleus of embryonic stem (ES) cells and inquire whether their organization changes during early differentiation stages preceding their downregulation. Using ES cells expressing Oct4-YPet or Sox2-YPet, we show that Oct4 and Sox2 partition between nucleoplasm and a few chromatin-dense foci which restructure after inducing differentiation by 2i/LIF withdrawal. Fluorescence correlation spectroscopy showed distinct changes in Oct4 and Sox2 dynamics after differentiation induction. Specifically, we detected an impairment of Oct4-chromatin interactions whereas Sox2 only showed slight variations in its short-lived, and probably more unspecific, interactions with chromatin. Our results reveal that differentiation cues trigger early changes of Oct4 and Sox2 nuclear distributions that also include modifications in TF-chromatin interactions. This dynamical reorganization precedes Oct4 and Sox2 downregulation and may contribute to modulate their function at early differentiation stages.Fil: Verneri, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Vazquez Echegaray, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Oses Oliveto, Camila Maite. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Stortz, Martin Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Guberman, Alejandra Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Levi, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Nucleus-cytoskeleton communication impacts on OCT4-chromatin interactions in embryonic stem cells

Background: The cytoskeleton is a key component of the system responsible for transmitting mechanical cues from the cellular environment to the nucleus, where they trigger downstream responses. This communication is particularly relevant in embryonic stem (ES) cells since forces can regulate cell fate and guide developmental processes. However, little is known regarding cytoskeleton organization in ES cells, and thus, relevant aspects of nuclear-cytoskeletal interactions remain elusive. Results: We explored the three-dimensional distribution of the cytoskeleton in live ES cells and show that these filaments affect the shape of the nucleus. Next, we evaluated if cytoskeletal components indirectly modulate the binding of the pluripotency transcription factor OCT4 to chromatin targets. We show that actin depolymerization triggers OCT4 binding to chromatin sites whereas vimentin disruption produces the opposite effect. In contrast to actin, vimentin contributes to the preservation of OCT4-chromatin interactions and, consequently, may have a pro-stemness role. Conclusions: Our results suggest roles of components of the cytoskeleton in shaping the nucleus of ES cells, influencing the interactions of the transcription factor OCT4 with the chromatin and potentially affecting pluripotency and cell fate.Fil: Romero, Juan José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. YPF - Tecnología; ArgentinaFil: de Rossi, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Oses Oliveto, Camila Maite. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Vazquez Echegaray, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Verneri, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Francia, Marcos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Guberman, Alejandra Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; ArgentinaFil: Levi, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentin

Generation of iPSC line iPSC-FH2.1 in hypoxic conditions from human foreskin fibroblasts

AbstractHuman foreskin fibroblasts were used to generate the iPSC line iPSC-FH2.1 using the EF1a-hSTEMCCA-loxP vector expressing OCT4, SOX2, c-MYC and KLF4, in 5% O2 culture conditions. Stemness was confirmed, as was pluripotency both in vivo and in vitro, in normoxia and hypoxia. Human Embryonic Stem Cell (hESC) line WA-09 and reprogrammed fibroblast primary culture HFF-FM were used as controls

The pluripotency transcription factor OCT4 represses heme oxygenase-1 gene expression

In embryonic stem (ES) cells, oxidative stress control is crucial for genomic stability, self-renewal, and cell differentiation. Heme oxygenase-1 (HO-1) is a key player of the antioxidant system and is also involved in stem cell differentiation and pluripotency acquisition. We found that the HO-1 gene is expressed in ES cells and induced after promoting differentiation. Moreover, downregulation of the pluripotency transcription factor (TF) OCT4 increased HO-1 mRNA levels in ES cells, and analysis of ChIP-seq public data revealed that this TF binds to the HO-1 gene locus in pluripotent cells. Finally, ectopic expression of OCT4 in heterologous systems repressed a reporter carrying the HO-1 gene promoter and the endogenous gene. Hence, this work highlights the connection between pluripotency and redox homeostasis.Fil: Petrone Parcero, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Toro, Ayelen Rayen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Vazquez Echegaray, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Francia, Marcos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Solari, Claudia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Cosentino, María Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Vazquez, Elba Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Guberman, Alejandra Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Extracellular vesicles from pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cells acquire a stromal modulatory proteomic pattern during differentiation

Mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) obtained from pluripotent stem cells (PSCs) constitute an interesting alternative to classical MSCs in regenerative medicine. Among their many mechanisms of action, MSC extracellular vesicles (EVs) are a potential suitable substitute for MSCs in future cell-free-based therapeutic approaches. Unlike cells, EVs do not elicit acute immune rejection, and they can be produced in large quantities and stored until ready to use. Although the therapeutic potential of MSC EVs has already been proven, a thorough characterization of MSC EVs is lacking. In this work, we used a label-free liquid chromatography tandem mass spectrometry proteomic approach to identify the most abundant proteins in EVs that are secreted from MSCs derived from PSCs (PD-MSCs) and from their parental induced PSCs (iPSCs). Next, we compared both datasets and found that while iPSC EVs enclose proteins that modulate RNA and microRNA stability and protein sorting, PD-MSC EVs are rich in proteins that organize extracellular matrix, regulate locomotion, and influence cell–substrate adhesion. Moreover, compared to their respective cells, iPSCs and iPSC EVs share a greater proportion of proteins, while the PD-MSC proteome appears to be more specific. Correlation and principal component analysis consistently aggregate iPSCs and iPSC EVs but segregate PD-MSC and their EVs. Altogether, these findings suggest that during differentiation, compared with their parental iPSC EVs, PD-MSC EVs acquire a more specific set of proteins; arguably, this difference might confer their therapeutic properties.Facultad de Ciencias MédicasConsejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnica

The pluripotency transcription factor Nanog represses glutathione reductase gene expression in mouse embryonic stem cells

Objective: Redox homeostasis maintenance is essential to bring about cellular functions. Particularly, embryonic stem cells (ESCs) have high fidelity mechanisms for DNA repair, high activity of different antioxidant enzymes and low levels of oxidative stress. Although the expression and activity of antioxidant enzymes are reduced throughout the differentiation, the knowledge about the transcriptional regulation of genes involved in defense against oxidative stress is yet restricted. Since glutathione is a central component of a complex system involved in preserving cellular redox status, we aimed to study whether the expression of the glutathione reductase (Gsr) gene, which encodes an essential enzyme for cellular redox homeostasis, is modulated by the transcription factors critical for self-renewal and pluripotency of ESCs. Results: We found that Gsr gene is expressed in ESCs during the pluripotent state and it was upregulated when these cells were induced to differentiate, concomitantly with Nanog decreased expression. Moreover, we found an increase in Gsr mRNA levels when Nanog was downregulated by a specific shRNA targeting this transcription factor in ESCs. Our results suggest that Nanog represses Gsr gene expression in ESCs, evidencing a role of this crucial pluripotency transcription factor in preservation of redox homeostasis in stem cells.Fil: Solari, Claudia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Petrone Parcero, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Toro, Ayelen Rayen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Vazquez Echegaray, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Cosentino, María Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Waisman, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Francia, Marcos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Barañao, Jose Lino Salvador. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Miriuka, Santiago Gabriel. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Guberman, Alejandra Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Manganese Superoxide Dismutase Gene Expression Is Induced by Nanog and Oct4, Essential Pluripotent Stem Cells? Transcription Factors

Pluripotent stem cells possess complex systems that protect them from oxidative stress and ensure genomic stability, vital for their role in development. Even though it has been reported that antioxidant activity diminishes along stem cell differentiation, little is known about the transcriptional regulation of the involved genes. The reported modulation of some of these genes led us to hypothesize that some of them could be regulated by the transcription factors critical for self-renewal and pluripotency in embryonic stem cells (ESCs) and in induced pluripotent stem cells (iPSCs). In this work, we studied the expression profile of multiple genes involved in antioxidant defense systems in both ESCs and iPSCs. We found that Manganese superoxide dismutase gene (Mn-Sod/Sod2) was repressed during diverse differentiation protocols showing an expression pattern similar to Nanog gene. Moreover, Sod2 promoter activity was induced by Oct4 and Nanog when we performed a transactivation assay using two different reporter constructions. Finally, we studied Sod2 gene regulation by modulating the expression of Oct4 and Nanog in ESCs by shRNAs and found that downregulation of any of them reduced Sod2 expression. Our results indicate that pluripotency transcription factors positively modulate Sod2 gene transcription.Fil: Solari, Claudia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Vazquez Echegaray, Camila. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Cosentino, María Soledad. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Petrone Parcero, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Waisman, Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Luzzani, Carlos Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Francia, Marcos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Villodre, Emilly. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Lenz, Guido. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Miriuka, Santiago Gabriel. Laboratorio de Investigaciones en Neurociencias Aplicadas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Barañao, Lino. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Guberman, Alejandra Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

A therapy-grade protocol for differentiation of pluripotent stem cells into mesenchymal stem cells using platelet lysate as supplement

Introduction: Mesenchymal stem cells (MSCs) are a promising source of cells for regenerative therapies. Although they can be isolated easily from several tissues, cell expansion is limited since their properties are lost with successive passages. Hence, pluripotent derived MSCs (PD-MSCs) arise as a suitable alternative for MSC production. Nevertheless, at present, PD-MSC derivation protocols are either expensive or not suitable for clinical purposes. Methods: In this work we present a therapy-grade, inexpensive and simple protocol to derive MSCs from pluripotent stem cells (PSCs) based on the use of platelet lysate (PL) as medium supplement. Results: We showed that the PD-MSCPL expressed multiple MSC markers, including CD90, CD73, CD105, CD166, and CD271, among others. These cells also show multilineage differentiation ability and immunomodulatory effects on pre-stimulated lymphocytes. Thorough characterization of these cells showed that a PD-MSCPL resembles an umbilical cord (UC) MSC and differs from a PSC in surface marker and extracellular matrix proteins and integrin expression. Moreover, the OCT-4 promoter is re-methylated with mesenchymal differentiation comparable with the methylation levels of UC-MSCs and fibroblasts. Lastly, the use of PL-supplemented medium generates significantly more MSCs than the use of fetal bovine serum. Conclusions: This protocol can be used to generate a large amount of PD-MSCs with low cost and is compatible with clinical therapies.Fil: Luzzani, Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Laboratorio de Biología del Desarrollo Celular; ArgentinaFil: Neiman, Gabriel. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Laboratorio de Biología del Desarrollo Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Garate, Ximena. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Laboratorio de Biología del Desarrollo Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Questa, María. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Laboratorio de Biología del Desarrollo Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Solari, Claudia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Fernandez Espinosa, Darío. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Laboratorio de Biología del Desarrollo Celular; ArgentinaFil: García, Marcela Nilda. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Departamento de Ciencias Morfológicas; ArgentinaFil: Errecalde, Ana Lía. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Departamento de Ciencias Morfológicas; ArgentinaFil: Guberman, Alejandra Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Scassa, María Elida. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Laboratorio de Biología del Desarrollo Celular; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Laboratorio de Biología del Desarrollo Celular; ArgentinaFil: Romorini, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Laboratorio de Biología del Desarrollo Celular; ArgentinaFil: Miriuka, Santiago Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Laboratorio de Biología del Desarrollo Celular; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas; Argentin