Quantifizierung des Zytokin-induzierten Zelltods in humanen Dickdarmorganoiden mittels Live-Fluoreszenzmikroskopie

Die inflammatorischen Zytokine Interferon-gamma und TNF existieren seit Hunderten von Millionen Jahren und sind entscheidend für eine effektive Wirtsabwehr gegen interzelluläre Krankheitserreger. Unsere Forschungsgruppe versucht zu verstehen, wie diese Zytokine funktionieren, um Zellen wie Epithelzellen im Darm und Krebszellen abzutöten. Zu den häufig verwendeten Systemen zur Untersuchung von Absterben von Darmepithelzellen gehören Mausmodelle und immortalisierte Krebszelllinien.

Humane Testorganoide sind vorteilhaft, da sie direkt aus Patientenbiopsien gewonnen werden und viele physiologische und morphologische Eigenschaften des Ausgangsgewebes beibehalten. Das bedeutet, dass sie einen erhöhten translationalen Wert haben. Die Organforschung hat Probleme mit der Reproduzierbarkeit von Experimenten und hat im Vergleich zu herkömmlichen Zellkulturen mehrere technische Herausforderungen.

Die derzeitigen Techniken zur Messung des Zelltods von Organoiden haben ebenfalls Grenzen. Einige sind nur semi-quantitativ, messen den Zelltod nicht direkt, können keine einzelnen Organoid-Reaktionen messen oder erfordern teure Geräte und komplexe Protokolle. Unser Protokoll für die quantitative Analyse des Zelltods von Organoiden ist unkompliziert, robust und kostengünstig.

Wir haben unser Protokoll verwendet, um die Reaktionen einzelner Organoide auf zytotoxische Zytokinkombinationen zu messen, aber es kann leicht angepasst werden, um jede Art von Störungen zu untersuchen. Diese Methode eignet sich für die Erforschung des Zelltods, der epithelialen Barrierefunktion oder der Schleimhautimmunologie. Kürzlich haben wir berichtet, dass Interferon-gamma und TNF-synergistisch wirken, um den entzündlichen Zelltod in Darmepithelzellen und Dickdarmkrebszellen zu induzieren.

Sie tun dies über den JAK1/2-STAT1-Signalweg. In zukünftigen Arbeiten wollen wir verstehen, um welche Art von Zelltod es sich handelt und wie JAK1 und JAK2 die Zellen abtöten.