Les entéroïdes sont en train de devenir un nouveau modèle pour l’étude de la physiologie et de la physiopathologie des tissus, le développement de médicaments et la médecine régénérative. Ici, nous décrivons un système de culture dérivé d’entéroïdes 2D de cellules primaires bovines qui permet la co-culture avec des types de cellules tissulaires pertinents. Ce modèle offre un avantage translationnel pour la modélisation de la recherche gastro-intestinale.
Les systèmes de culture de cellules organoïdes peuvent récapituler la complexité observée dans les tissus, ce qui les rend utiles pour étudier les interactions hôte-pathogène, évaluer l’efficacité et la toxicité des médicaments et la bio-ingénierie tissulaire. Cependant, l’application de ces modèles pour les raisons décrites peut être limitée en raison de la nature tridimensionnelle (3D) de ces modèles. Par exemple, l’utilisation de systèmes de culture entéroïde 3D pour étudier les maladies digestives est difficile en raison de l’inaccessibilité de la lumière intestinale et de ses substances sécrétées. En effet, la stimulation d’organoïdes 3D avec des pathogènes nécessite soit une micro-injection luminale, soit une perturbation mécanique de la structure 3D, soit la génération d’entéroïdes apicaux. De plus, ces organoïdes ne peuvent pas être co-cultivés avec des cellules immunitaires et stromales, ce qui limite l’analyse mécanistique approfondie à la dynamique physiopathologique. Pour contourner ce problème, nous avons optimisé un système de culture monocouche dérivée d’entéroïdes bidimensionnels (2D) de cellules primaires bovines, permettant la co-culture avec d’autres types de cellules pertinentes. Des cryptes iléales isolées de bovins adultes en bonne santé ont été cultivées pour générer des organoïdes 3D qui ont été cryoconservés pour une utilisation future. Une monocouche 2D a été créée à l’aide d’entéroïdes 3D ressuscités qui ont été passés et perturbés pour produire des cellules uniques, qui ont été ensemencées sur des inserts de culture cellulaire transwell enrobés d’extrait de membrane basale, exposant ainsi leur surface apicale. La polarité de la monocouche intestinale, la différenciation cellulaire et la fonction barrière ont été caractérisées à l’aide de la microscopie d’immunofluorescence et de la mesure de la résistance électrique transépithéliale. La stimulation de la surface apicale de la monocouche a révélé la fonctionnalité attendue de la monocouche, comme le démontre la sécrétion de cytokines à partir des compartiments apical et basal. Le modèle 2D de monocouche dérivé d’entéroïdes décrit est très prometteur pour l’étude des interactions hôte-pathogène et de la physiologie intestinale, du développement de médicaments et de la médecine régénérative.
Les modèles animaux dans la recherche jouent un rôle crucial dans l’amélioration de notre compréhension de la physiopathologie de la maladie et de la dynamique de la réponse immunitaire de l’hôte pendant l’infection et soutiennent le développement de nouvelles stratégies préventives et thérapeutiques 1,2,3,4. Ces modèles soutiennent la recherche, la découverte et l’avancement chez les animaux et sont essentiels à l’avancement de la recherche en santé humaine. Pendant des décennies, les modèles de rongeurs ont soutenu les progrès des mécanismes immunitaires et la recherche en biologie fondamentale pour les maladies humaines 3,5,6,7. Alors que les modèles de rongeurs sont essentiels dans la recherche sur le dépistage et le développement précoce, les modèles animaux de grande taille offrent une comparaison plus pertinente dans la recherche sur les maladies humaines dans les études de découverte précoce et de développement ultérieur, y compris les tests d’efficacité thérapeutique et d’innocuité 1,3,4,5. L’élevage offre des avantages évidents par rapport aux modèles de rongeurs pour une traduction plus efficace pour les applications humaines de certaines maladies, notamment la cryptosporidiose, la salmonellose, la tuberculose, le virus respiratoire syncytial et la brucellose 1,7,8. En effet, ces maladies et d’autres se développent spontanément chez les bovins, qui partagent plusieurs pathogènes et processus immunitaires analogues à ceux de l’homme, et en tant que population consanguine, les bovins imitent l’hétérogénéité génétique et environnementale influençant les réponses immunitaires humaines 5,8,9,10 . Les avantages des modèles bovins pour la recherche sur les maladies infectieuses peuvent être maximisés en utilisant d’abord un système de culture sophistiqué, puis en mettant en œuvre des études in vivo par étapes. L’utilisation initiale d’un système d’élevage bovin très complexe peut réduire considérablement le nombre d’études sur des animaux vivants tout en améliorant les chances de succès de la recherche translationnelle et appliquée. Les modèles de culture doivent récapituler les processus de la maladie au niveau de l’organe pour une validité prédictive optimale, en conservant le microenvironnement tissulaire natif dans l’espace et sur le plan fonctionnel.
La réponse immunitaire muqueuse est un système à multiples facettes composé d’une barrière très efficace formée d’entérocytes gastro-intestinaux et de diverses populations de cellules immunitaires situées sous la surface de la muqueuse11. Ce système très complexe est essentiel pendant l’infection pour maintenir l’homéostasie gastro-intestinale et initier les défenses immunitaires contre les agents pathogènes entériques11. La communication entre les entérocytes et les cellules immunitaires innées sous-jacentes initie le développement de réponses immunitaires protectrices contre les micro-organismes pathogènes. À ce titre, des systèmes de culture dont le niveau de complexité est comparable sont nécessaires pour une étude optimale des interactions hôte-pathogène entérique et sont très efficaces pour comprendre la physiologie entérique et la découverte et le développement de médicaments12,13. Les organoïdes sont un système de culture robuste qui ressemble à l’architecture et à la fonction du tissu d’origine14,15. La multicellularité de ces modèles permet d’étudier le rôle de diverses populations cellulaires et les interactions cellulaires impliquées dans la santé et la maladie entériques12,14. Cependant, les modèles d’organoïdes d’origine humaine dans la recherche sont actuellement limités par la difficulté d’obtenir une quantité suffisante et une qualité constante de cellules épithéliales intestinales humaines et la viabilité cellulaire limitée en culture. Les lignées cellulaires immortalisées peuvent être utilisées pour obtenir des rendements élevés de cultures homologues dans ces modèles de manière cohérente ; Cependant, les cellules transformées n’ont pas la diversité et la complexité fonctionnelle des cellules épithéliales non transformées16,17. Les avantages de l’utilisation de cultures dérivées de tissus bovins comme modèle pour l’étude des maladies gastro-intestinales et de la physiologie comprennent la facilité avec laquelle des échantillons de tissus peuvent être obtenus de manière cohérente à partir de donneurs sains, l’amélioration de la viabilité cellulaire et une plus grande diversité cellulaire qui ne peut être obtenue qu’avec des tissus non immortalisés. La transcriptomique comparative des tissus et la caractérisation des organoïdes intestinaux révèlent des similitudes dans les gènes orthologues conservés et les potentiels cellulaires entre les humains et les bovins18. Par conséquent, un système de culture dérivé d’organoïdes bovins peut être avantageux dans l’étude des maladies intestinales humaines, avec des résultats facilement transposables à la médecine humaine.
Le protocole décrit ici détaille une plate-forme efficace pour évaluer les réponses de l’hôte aux agents pathogènes ou aux composés entériques et la physiologie intestinale à l’aide d’un système de culture de cellules primaires 2D dérivé d’entéroïdes bovins. Contrairement aux organoïdes 3D, les systèmes de culture 2D générés sur des inserts transwell permettent une double culture de cellules intestinales avec des cellules immunitaires ou stromales, ce qui permet d’étudier la dynamique au niveau des tissus. Avec des applications dans la recherche biomédicale, le développement pharmaceutique et les tests d’efficacité, ce modèle physiologiquement pertinent peut être bénéfique pour la santé et l’avancement des bovins et des humains.
Tous les protocoles ont été mis en œuvre conformément aux directives et réglementations institutionnelles et nationales en matière de bien-être animal.
1. Préparation des réactifs
NOTA : Le stock et les concentrations finales des réactifs utilisés dans cette étude sont indiqués dans le tableau 1.
2. Isolement des cryptes intestinales à partir de tissus entiers (Figure 1)
NOTA : Les entéroïdes de l’intestin grêle bovin ont été générés à partir de tissu iléal obtenu à partir de bouvillons Holstein adultes en bonne santé (âgés de >2 ans) provenant d’une usine locale de transformation du bœuf. Un donneur a été utilisé pour cette série d’expériences.
3. Génération ex vivo et passage des entéroïdes iléaux bovins (Figure 2)
REMARQUE : Les cryptes des tubes coniques avec les cryptes intestinales les plus pures et intactes seront utilisées pour les essais en aval. Pour toutes les étapes qui impliquent des cryptes et des entéroïdes, les pointes de pipette, les grattoirs de cellules et les tubes doivent être pré-enduits avec le tampon de revêtement, et les bulles doivent être évitées pour éviter la perte de cryptes. Sauf indication contraire, une pointe de pipette de 1000 μL doit être utilisée pour éviter de briser les fragments de crypte.
4. Génération et évaluation de monocouches 2D à partir d’entéroïdes 3D
REMARQUE : Comme ci-dessus, pour toutes les étapes impliquant des cryptes et des entéroïdes, les pointes de pipette, les grattoirs de cellules et les tubes doivent être pré-enduits avec le tampon de revêtement, et les bulles doivent être évitées pour éviter la perte de cryptes.
La première étape de la génération de monocouches dérivées d’entéroïdes 2D consiste à préparer la section de tissu intestinal prélevée (Figure 1A) pour la dissociation tissulaire. Pour ce faire, on enlève la graisse attachée et le mésentère du tissu (Figure 1B), puis on coupe le tissu longitudinalement pour exposer la surface de la lumière afin que la couche de mucus de l’intestin puisse être éliminée par un grattage doux à l’aide d’une lame de verre. La section intestinale prélevée est ensuite découpée en sections de tissu de plus en plus petites (Figure 1C) pour faciliter la dissociation. Les cryptes sont ensuite dissociées du tissu sous-muqueux sous-jacent à l’aide d’une série de lavages constitués de tampons de chélation (Figure 1D, E) et de PBS. Les cryptes intestinales isolées (Figure 1F) sont ensuite intégrées dans des dômes de matrice membranaire basale (Figure 2A) et cultivées pendant plusieurs jours pour générer des entéroïdes 3D. À partir d’une section de 10 pouces d’iléon bovin, environ 900 000 cryptes peuvent être isolées et utilisées pour la formation d’entéroïdes. Après seulement quelques heures de culture, les cryptes plaquées commencent à s’allonger et à se développer en entérosphères (figure 2B). Après 2 jours, une lumière bien définie peut être observée (Figure 2C), avec des structures bourgeonnantes notées dès le jour 4 en culture (Figure 2D). Au jour 7, des entéroïdes matures se sont développés (figure 2E). La coloration par immunofluorescence d’un entéroïde 3D âgé de 7 jours démontre la présence de différentes lignées cellulaires. La microscopie confocale des entéroïdes montre la localisation de la coloration nucléaire DAPI, de la protéine E-cadhérine à la jonction adhérente, de la coloration de la chromogranine-A (Chr-A) montrant la présence de cellules entéroendocrines, du lysozyme (LYZ) démontrant des cellules de Paneth et de la cytokératine-18 (CK-18) représentant les cellules entérocytaires dans la figure 3. Après 7 à 10 jours de culture, les entéroïdes doivent être passés pour permettre une expansion supplémentaire et éviter la surpopulation. Le temps optimal pour le passage des entéroïdes a été déterminé comme étant de 7 à 10 jours après l’isolement initial de la crypte primaire et dépend en fin de compte de la santé et du taux de croissance des entéroïdes en culture. La densité de semis optimale pour obtenir la morphologie et la viabilité des entéroïdes souhaitées, comme le montre la figure 2E, est de 400 cryptes par dôme. Les entéroïdes peuvent facilement être cryoconservés, et les fragments d’entéroïdes décongelés se rétablissent complètement pour une utilisation expérimentale après deux passages après la décongélation. Notamment, au moins deux passages de la culture primaire de la crypte sont recommandés avant la cryoconservation.
Afin de produire une monocouche dérivée d’entéroïdes 2D, les entéroïdes 3D sont récoltés et, au cours d’une série d’étapes, sont triturés mécaniquement en présence d’une solution de dissociation (Figure 4A) en cellules individuelles. Ces cellules individuelles peuvent ensuite être ensemencées sur un insert transwell qui a été pré-enrobé d’une solution de milieu de culture matricielle à membrane basale. En moyenne, quatre puits peuvent être ensemencés à partir de quatre dômes entéroïdes 3D. Le nombre d’entéroïdes 3D traités dépend donc du nombre de transpuits nécessaires à l’expérience. Le placage de cellules individuelles à une densité de semis de 1 x 105 et leur culture initiale en présence de 20 % de FBS (Figure 4B-D) peuvent générer une monocouche confluente en moins d’une semaine. La confluence progressive de la monocouche 2D en culture peut être surveillée au fil du temps à l’aide de la microscopie optique (Figure 4E,F). Les mesures de la résistance électrique transépithéliale (TEER) peuvent confirmer la confluence et caractériser l’intégrité de la barrière épithéliale au fil du temps et en réponse à une stimulation expérimentale (Figure 5A). En moyenne, après sept jours de culture, une monocouche confluente à environ 100 % aura une valeur TEER correspondante de ~1500 Ω·cm2. Une évaluation longitudinale des valeurs TEER monocouches entéroïdes 2D montre une augmentation constante des valeurs TEER sur sept jours, atteignant une valeur moyenne maximale de 1546 Ω·cm2 avant de diminuer avec la valeur la plus basse de 11,5 Ω·cm2 obtenue au douzième jour (Figure 5B). Le marquage immunofluorescent des monocouches différenciées indique que des feuillets épithéliaux intestinaux intacts, organisés et polarisés sont formés à l’aide de ce protocole (Figure 6). La microscopie confocale de la monocouche 2D colorée montre la localisation de la coloration nucléaire DAPI, de l’E-cadhérine et de la F-actine (Figure 6A-D). La microscopie à fluorescence de la monocouche 2D montre des caractéristiques de cellules épithéliales intestinales différenciées avec une coloration à la chromogranine-A (Chr-A) montrant la présence de cellules entéroendocrines, de lysozyme (LYZ) démontrant des cellules de Paneth et de cytokératine-18 (CK-18) indiquant des lignées de cellules entérocytes (Figure 6E-L). La modélisation de la pile Z montre la polarisation attendue de la culture monocouche 2D avec dépôt caractéristique de F-actine que l’on retrouve dans les microvillosités recouvrant la face apicale des entérocytes différenciés et de l’E-cadhérine, une protéine située au niveau des jonctions adhérentes intercalées entre les cellules épithéliales (Figure 6M).
La fonctionnalité de la monocouche peut être évaluée par stimulation apicale avec divers composants, y compris des ligands ou des agents pathogènes du récepteur de type Toll (TLR), suivie d’une quantification cytokinique des surnageants de cultures cellulaires récoltés dans les compartiments apical et basal. En effet, lorsque l’aspect apical de la monocouche est stimulé pendant 24 h avec l’agoniste TLR 1/2 Pam3csk4 au jour 4 de culture, une augmentation de la production de cytokines dans les deux compartiments est observée par rapport aux monocouches non traitées (Figure 7A,B).
Figure 1 : Isolement d’une crypte intestinale bovine à partir de bovins adultes en bonne santé. Images illustrant le traitement tissulaire de (A) l’iléon entier de bovins adultes, (B) l’iléon dégraissé, (C) l’iléon sectionné en morceaux de 2,5 pouces (6,3 cm) dans le PBS sur glace, (D) les coupes de tissu iléal dans le tampon de dissociation #1 à 4 °C, et (E) dans le tampon de dissociation 2 dans un bain-marie agité à 37 °C, et (F) les fragments isolés de la crypte iléale. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Développement de l’entéroïde iléal 3D primaire bovin dans la matrice membranaire basale. Images représentatives des dômes entéroïdes 3D (A) créés dans une plaque de culture tissulaire à 6 puits et du développement des entéroïdes 3D (B-E) des jours 0, 2, 4 et 7 en culture. Barre d’échelle = 50 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Les entéroïdes intestinaux tridimensionnels montrent la coloration de la lignée cellulaire épithéliale. Des images représentatives d’entéroïdes 3D après 7 jours de culture démontrent la présence de colorants nucléaires, de F-actine, de cytokératine-18 (CK-18), de chromogranine-A (Chr-A), d’écadhérine (E-cad), de lysozyme (Lyz) et de superposition d’images (Merge). Barre d’échelle 50 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Mise en place d’une monocouche dérivée d’entéroïdes 2D à partir d’entéroïdes iléaux. Images représentatives de (A) fragments d’entéroïdes 3D en solution de dissociation en vue de l’ensemencement monocouche, de cellules uniques plaquées sur un insert de transwell à une densité de semis de 1 x 105 imagées le jour 0 à l’aide de la lumière (B), (C) du contraste de phase et (D) de la microscopie à fond clair, et du développement de monocouches sur des inserts de transwell imagés le cinquième jour à l’aide d’un contraste de phase (E) et d’un contraste de phase (F) microscopie à fond clair. Grossissement 40x et barre d’échelle = 50 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Mesures de la résistance électrique transépithéliale (TEER) de la monocouche dérivée d’entéroïdes 2D sur des inserts transwell. (A) Diagramme schématique de la façon dont les mesures TEER de la monocouche de cellules épithéliales intestinales (CEI) 2D sont obtenues à l’aide des électrodes à baguette STX2 d’un voltohmmètre, (B) Suivi longitudinal des mesures TEER monocouches 2D sur 12 jours en culture cellulaire. Chaque point de données représente une valeur TEER moyenne et une erreur-type de la moyenne (SEM) obtenues à partir de deux répétitions techniques. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 6 : Des monocouches dérivées d’entéroïdes 2D différenciés sur des inserts transwell se développent en feuillets épithéliaux intestinaux polarisés. (A-M) Images immunofluorescentes représentatives d’une monocouche dérivée d’un entéroïde 2D sur un insert transwell après 5 jours de culture montrant le noyau (A) (bleu), (B) l’E-cadhérine (rouge), (C) la F-actine (vert) et (D) la superposition des 3 images (fusion), (E,I) la coloration nucléaire, (F) la chromogranine-A, (J) la cytokératine-18, (G,K) le lysozyme et (H,L) la fusion d’images. (M) Modélisation de la pile Z montrant la distribution des mêmes protéines marqueurs des cellules épithéliales de la feuille monocouche 2D. Les images ont été obtenues à partir de 2 répétitions biologiques. Barre d’échelle = 50 μm. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 7 : Les monocouches primaires bovines dérivées d’entéroïdes 2D sur les inserts transwell sont fonctionnellement actives. Sécrétion de cytokines surnageantes de culture cellulaire apicale et basale de (A) IL-1α et (B) IL-8 par des monocouches 2D sur des inserts transwell après 5 jours de culture non traités ou stimulés avec Pam3csk4 pendant 24 h. Les données sont représentatives des niveaux moyens de cytokines et du MEB des monocouches dérivées de stocks congelés de cryptes provenant d’un animal et de trois expériences indépendantes. Les cytokines ont été quantifiées à l’aide du test multiplex à base de billes (Table of Materials) selon les instructions du fabricant et analysées sur une unité de multiplexage compacte (Table of Materials) et un logiciel d’ajustement de courbe d’immunodosage (Table of Materials). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Tableau 1 : Le stock et les concentrations finales des réactifs. Veuillez cliquer ici pour télécharger le tableau.
Le protocole présenté ici décrit un modèle physiologiquement pertinent pour l’étude de la physiologie intestinale et des troubles entériques. Plusieurs groupes de recherche ont décrit la génération de cultures entéroïdes bovines, y compris les monocouches 2D 16,19,20,21,22,23,24. Bien que la génération de monocouches ne soit pas ouvertement difficile sur le plan technique, des étapes de plusieurs minutes sont essentielles pour développer des cultures réussies de manière cohérente. En tant que tel, la reproductibilité des monocouches 2D à l’aide des méthodes brièvement décrites dans la littérature publiée peut être difficile à entreprendre pour un chercheur novice dans le domaine des organoïdes. Le protocole décrit ici est adapté de ces protocoles et de ceux publiés chez d’autres espèces, fournissant un guide étape par étape pour la génération de monocouches sur des inserts transwell qui est hautement reproductible.
Le protocole décrit ici peut facilement être modifié pour s’adapter aux objectifs spécifiques de la conception expérimentale ou à la disponibilité des réactifs. En effet, en suivant ce protocole, des cultures réussies peuvent être obtenues en ensemençant des monocouches à une densité cellulaire plus faible (par exemple, 2,5 x 104) ou en l’absence de FBS, comme décrit par d’autres publications24. Cependant, la modification de ces paramètres peut nécessiter une culture accrue pour établir une monocouche confluente. Ainsi, si d’autres facteurs faisant partie intégrante de la conception de l’étude, y compris la co-culture avec des cellules immunitaires, dictent un déroulement précis de l’expérience, la densité d’ensemencement peut être modifiée au besoin. Bien que d’autres formulations de membranes basales puissent être substituées à celle utilisée dans ce protocole pour générer des entéroïdes 3D et des monocouches 2D, celles-ci nécessiteront une certaine optimisation pour déterminer le rapport optimal entre la membrane basale et le média.
L’application d’inserts transwell dans la méthodologie décrite présente de nombreux avantages par rapport à la croissance monocouche sur les cultures d’entéroïdes et d’objets plastiques conventionnels et 3D. Par rapport aux plaques de culture tissulaire standard, l’utilisation de transpuits pour les cultures monocouches favorise la différenciation et l’organisation cellulaires d’une manière qui conserve l’apparence des cryptes intestinales14,25. La barrière épithéliale intestinale est essentielle pour empêcher la translocation des toxines et des micro-organismes dans l’organisme tout en facilitant l’absorption des nutriments. En tant que tel, il est essentiel de comprendre comment l’intégrité de la barrière de l’intestin fonctionne en bonne santé et est altérée lors de troubles intestinaux ou en réponse à des composés. Contrairement aux cultures d’entéroïdes 3D, il est possible d’évaluer objectivement l’intégrité de la barrière intestinale en combinant des monocouches sur des puits de transeau et en mesurant l’EER, comme le montre le présentdocument 14,25. La génération de monocouches 2D sur des transpuits permet également une double culture avec des types de cellules pertinents tels que des cellules immunitaires ou stromales. Cela permet de caractériser la diaphonie d’une importance cruciale entre les cellules intestinales et les cellules du microenvironnement tissulaire, ce qui ne peut pas être réalisé avec des cultures 3D. L’exposition de la surface apicale de la monocouche permet non seulement une exposition expérimentale à des agents pathogènes et à des composés et la collecte de produits luminaux, mais permet également d’étudier d’autres aspects de la physiologie et des maladies intestinales, y compris l’étude du microbiote intestinal et de la physiologie moléculaire de l’absorption ou du transport13. Le contrôle indépendant des surfaces apicales et basales de l’intestin est un avantage distinct par rapport aux modèles 3D entéroïdes.
Grâce à plusieurs essais, nous avons identifié les étapes clés qui ont contribué au succès du protocole. Alors que les échantillons de tissus intestinaux entiers peuvent être réfrigérés pendant la nuit et traités le lendemain, les étapes de dissociation tissulaire et d’isolement des fragments de crypte doivent être effectuées rapidement pour éviter la désintégration des fractions de crypte isolées. Une fois les lavages PBS terminés, la centrifugation des cryptes dans le support de lavage peut aider à prévenir la panne des cryptes, comme indiqué à l’étape 2.3.10. Lors du passage des entéroïdes ou de leur récolte pour la formation de monocouches, il est essentiel de séparer les entéroïdes des dômes BME. Le support de lavage doit être glacé pour aider à dissoudre le BME. En revanche, l’utilisation de TrypLE préchauffé et le filtrage de la suspension cellulaire deux fois peuvent aider à former les cellules uniques nécessaires à la génération de monocouches. Enfin, manœuvrer manuellement la plaque en forme de chiffre 8 peut aider à disperser uniformément les cellules individuelles sur l’insert transwell.
Une limite importante de ce protocole est que les monocouches 2D ont été produites à partir de stocks d’entéroïdes générés à partir d’un bouvillon Holstein mature (>2 ans). La maturation du tractus gastro-intestinal chez les veaux peut nécessiter des modifications mineures au protocole décrit pour donner des résultats optimaux. Des différences spécifiques à la race dans la physiologie intestinale des races bovines ont été décrites dans la littérature26. Bien que l’on ne sache pas si ces différences pourraient avoir un impact sur l’entéroïde et la génération subséquente de monocouches, nous soupçonnons que toute différence n’entraînerait que des changements mineurs à notre protocole. De plus, le modèle de culture 2D présente certains inconvénients inhérents. Par rapport aux modèles d’entéroïdes 3D, les cultures 2D peuvent manquer certains aspects de l’architecture du tissu intestinal et de la diversité cellulaire et créer des restrictions et des défis associés à la propagation de la culture 2D13. Pourtant, des études démontrent que certaines monocouches peuvent émuler l’organisation de crypte attendue27, et certaines de ces limitations peuvent même être surmontées en établissant des cultures 2D avec une interface air-liquide. Néanmoins, les limites de ce modèle doivent être pleinement prises en compte pour déterminer si son application est adaptée à la question expérimentale posée.
Ce protocole décrit un système de culture optimisé qui modélise le tractus gastro-intestinal bovin à l’aide d’entéroïdes dérivés de l’iléon bovin pour former des monocouches sur des inserts transwell. Avec un large éventail d’applications allant de la recherche sur les maladies infectieuses à la découverte de médicaments et à la médecine régénérative, ce système de culture à haut débit pourrait conduire au développement sans précédent de stratégies préventives et thérapeutiques qui pourraient être mutuellement bénéfiques pour la santé animale et humaine.
Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.
Nous reconnaissons l’utilisation de l’installation de base cellulaire et moléculaire de l’Université Midwestern.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.2 mL pipette tip | MidSci | PR-200RK-S | |
1 µm PET 24-well cell culture inserts | Corning | 353104 | |
1000 mL pipette tip | MidSci | PR-1250RK-S | |
22 G needle | Becton, Dickinson and Company | 305156 | |
24-well culture vessel | Corning | 353504 | |
40 μm cell strainer | Corning | 431750 | |
50 mL centrifuge tube | Fisher scientific | 14-955-240 | |
5-mL pipet tip | Fisher scientific | 30075307 | |
5 mL syringe | Becton, Dickinson and Company | 309647 | |
5 mL tube | Eppendorf | 30119401 | |
Anti-Cytokeratin -18 (C-04) | Abcam | AB668-1001 | |
B-27 supplement without vitamin A | Gibco | 12-587-010 | |
Belysa software | Luminex | 40-122 | Immunoassay curve fitting software |
Bovine serum albumin (BSA) | Fisher bioreagents | BP9704-100 | |
Caspofungin acetate | Selleckchem | S3073 | |
Cell lifter | Fisher Scientific | 08-100-241 | |
Chromogranin-A (E-5) | Santa Cruz Biotechnology | SC-271738 | |
Coverslips | Fisher scientific | 12-540-C | |
Cryovials | Neptune scientific | 3471.X | |
Cultrex Ultimatrix RGF BME | R&D Systems | BME001-05 | |
DAPI | MilliporeSigma | D9542-5MG | |
Dissecting scissors | VWR | 82027-588 | |
Dithiothreitol (DTT) solution | Thermo Scientific | FERR0861 | |
DMEM/ F-12 1.1 medium (with L-glutamine, without HEPES) | Cytiva | SH30271.01 | |
E-cadherin | Cell Signaling Technology | #3195 | |
Ethylenediaminetetraacetic acid | Fisher Scientific | BP2482500 | |
FBS | Corning | MT35070CV | |
Gentamicin | Gibco | 15710064 | |
Glass microscope slide | Fisher scientific | 12-550-07 | |
Goat anti-mouse Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A11001 | |
Goat anti-mouse Alexa Fluor 647 | Invitrogen | A21235 | |
Goat anti-rabbit Alexa Fluor 555 | Invitrogen | A21428 | |
Hemacytometer | Bio-Rad | 1450015 | |
IntestiCult organoid Differentiation medium (Human) | StemCell Technologies | 100-0214 | |
IntestiCult organoid growth medium (Human) | StemCell Technologies | 0-6010 | |
Keyence BZ-X700 | Keyence | BZ-X700 | |
LY2157299 (Galunisertib) | Selleckchem | S2230 | |
MAGPIX system | Luminex | Magpix system | Compact multiplexing unit |
Microscope | Keyence | BZ-X700 | |
MILLIPLEX Bovine Cytokine/Chemokine Magnetic Bead Panel | MilliporeSigma | BCYT1-33K | Bead-based multiplex assay |
Mr. Frosty container | Nalgene | 5100-0001 | |
Non-Enzymatic Cell Dissociation Solution | ATCC | 30-2103 | |
NutriFreeze D10 Cryopreservation Media | Biological Industries | 05-713-1B | |
Orbital shaking platform | Thermo Fisher | 88880021 | |
Pam3Csk4 | invivogen | tlrl-pms | |
Parafilm sealing film | dot scientific inc. | #HS234526C | |
Paraformaldehyde 16% solution | Electron Microscopy Sciences | 15710 | |
Phalloidin-FITC | R&D Systems | 5782/12U | |
Phosphate buffered saline | Fisher Scientific | BP399-20 | |
Prolong Glass Antifade | Invitrogen | P36982 | |
Rabbit anti-human Lyzozyme (EC3.2.1.17) | Agilent technologies | A009902-2 | |
SB202190 (FHPI) | Selleckchem | S1077 | |
Shaking water bath | Thermo Fisher | MaxQ 7000 | |
Sodium Azide | VWR | BDH7465-2 | |
Streptomycin | Teknova | S6525 | |
Trypan Blue dye | Gibco | 15250-061 | |
TrypLE express enzyme | Life technologies | 12604013 | |
Tween 20 | Fisher Scientific | BP337 | |
Voltohmmeter | MilliporeSigma | Millicell ERS-2 | |
Y-27632 | Selleckchem | S1049 |
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