Effects of culture conditions on proliferation and self-renewal of murine embryonic stem cells: growth factors and 3D substrates

La regolazione del destino delle cellule staminali embrionali (ES) è controllata da una fitta rete di segnali che ne promuovono il rinnovamento o al contrario ne inducono il differenziamento. Per studiare meccanismi che regolano questi eventi ci siamo focalizzati su due diversi aspetti delle condizioni colturali: l’aggiunta di fattori di crescita al terreno di coltura e l’utilizzazione di un substrato tri-dimensionale per mimare la matrice extracellulare prodotta dal feeder-layer di fibroblasti embrionali mitoticamente inattivati, che è solitamente presente nella coltura delle cellule ES. Abbiamo dimostrato che l’aggiunta di NGF al terreno di coltura stimola la proliferazione e il rinnovamento delle cellule ES; analogamente, in assenza di un feeder-layer, uno scaffold 3D di policaprolattone può contribuire a prevenire il differenziamento delle cellule ES. Queste osservazioni possono fornire informazioni utili per una migliore comprensione del ruolo che i molteplici componenti presenti nel microambiente delle cellule staminali svolgono nel regolarne l’evoluzione.The regulation of embryonic stem (ES) cell fate is controlled by the interplay of signalling networks that either promote self-renewal or induce differentiation. To study the factors that have an effect on these mechanisms we have focused on two different aspects of culture conditions: the addition of growth factors to the culture medium, and the utilization of a three-dimensional substrate to mimic the extracellular matrix produced by the feeder-layer of mitotically inactivated embryonic fibroblasts, usually present in embryonic stem cell culture. We demonstrated that NGF addition to the culture medium stimulates ES cells proliferation with self-renewal and, similarly, in the absence of a cell feeder layer, a 3D polycaprolactone scaffold helps preventing ES cell differentiation. These observations may provide useful information for a better comprehension of the multiple components of the stem cell niche