A Novel UPLC-MS Metabolomic Analysis-Based Strategy to Monitor the Course and Extent of iPSC Differentiation to Hepatocytes.

Fecha de publicación: 04/03/2022 Fecha Ahead of Print: 04/01/2022

Autores de IIS La Fe

Marta Moreno Torres

Autor
Guillem García Llorens

Autor
Guillermo Quintas Soriano

Autor
Laia Tolosa Pardo

Autor
José Vicente Castell Ripoll

Autor

Participantes ajenos a IIS La Fe

Kumar, Manoj
Tricot, Tine
Boon, Ruben
Toprakhisar, Burak
Chesnais, Francois
Verfaillie, Catherine

Grupos

Hepatología experimental y Trasplante hepático

Investigador Principal

Laia Tolosa Pardo
Unidad Mixta de Investigación en Hepatología Experimental

Investigador Principal

Ramiro Jover Atienza

Abstract

Typical protocols to differentiate induced pluripotent stem cells (iPSCs) from hepatocyte-like cells (HLCs) imply complex strategies that include transfection with key hepatic transcription factors and the addition to culture media of nutrients, growth factors, and cytokines. A main constraint to evaluate the hepatic phenotype achieved arises from the way the grade of differentiation is determined. Currently, it relies on the assessment of the expression of a limited number of hepatic gene transcripts, less frequently by assessing certain hepatic metabolic functions, and rarely by the global metabolic performance of differentiated cells. We envisaged a new strategy to assess the extent of differentiation achieved, based on the analysis of the cellular metabolome along the differentiation process and its quantitative comparison with that of primary human hepatocytes (PHHs). To validate our approach, we examined the changes in the metabolome of three iPSC progenies (transfected with/without key transcription factors), cultured in three differentiation media, and compared them to PHHs. Results revealed consistent metabolome changes along differentiation and evidenced the factors that more strongly promote changes in the metabolome. The integrated dissimilarities between the PHHs and HLCs retrieved metabolomes were used as a numerical reference for quantifying the degree of iPSCs differentiation. This newly developed metabolome-analysis approach evidenced its utility in assisting us to select a cell's source, culture conditions, and differentiation media, to achieve better-differentiated HLCs.

Datos de la publicación

ISSN/ISSNe:: 1535-3893, 1535-3907
Tipo:: Article
Páginas:: 702-712
DOI:: 10.1021/acs.jproteome.1c00779
Factor de Impacto:: 1,384 SCImago ℠
Cuartil:: Q1 SCImago ℠

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Filiaciones

Moreno-Torres, Marta:: Instituto de Investigación. Unidad de Hepatología Experimental, Health Research Institute La Fe, Valencia 46026, Spain
Kumar, Manoj:: Department of Development and Regeneration, Stem Cell Institute, KU Leuven, Leuven 3000, Belgium
Garcia-Llorens, Guillem:: Instituto de Investigación. Unidad de Hepatología Experimental, Health Research Institute La Fe, Valencia 46026, Spain

Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Valencia, Valencia 46010, Spain
Quintas, Guillermo:: Health and Biomedicine, LEITAT Technological Center, Valencia 46026, Spain

Instituto de Investigación. Analytical Unit, Health Research Institute La Fe, Valencia 46026, Spain
Tricot, Tine:: Department of Development and Regeneration, Stem Cell Institute, KU Leuven, Leuven 3000, Belgium
Boon, Ruben:: Department of Development and Regeneration, Stem Cell Institute, KU Leuven, Leuven 3000, Belgium

Massachusetts General Hospital Cancer Center, Harvard Medical School, Boston 02114, Massachusetts, United States

The Broad Institute, Harvard & MIT, Cambridge 02142, Massachusetts, United States
Tolosa, Laia:: Instituto de Investigación. Unidad de Hepatología Experimental, Health Research Institute La Fe, Valencia 46026, Spain
Toprakhisar, Burak:: Department of Development and Regeneration, Stem Cell Institute, KU Leuven, Leuven 3000, Belgium
Chesnais, Francois:: Department of Development and Regeneration, Stem Cell Institute, KU Leuven, Leuven 3000, Belgium

Academic Center of Reconstructive Science, King's College London, London SE1 9RT, U.K
Verfaillie, Catherine:: Department of Development and Regeneration, Stem Cell Institute, KU Leuven, Leuven 3000, Belgium
Castell, V, Jose:: Instituto de Investigación. Unidad de Hepatología Experimental, Health Research Institute La Fe, Valencia 46026, Spain

Instituto de Investigación. Analytical Unit, Health Research Institute La Fe, Valencia 46026, Spain

Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Valencia, Valencia 46010, Spain

Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas, Instituto de Salud Carlos III, Madrid 28029, Spain

Keywords

UPLC-MS; iPSC differentiation; metabolic pathways; metabolomics; primary human hepatocytes

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