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Method Article
Ici, nous présentons un protocole pour isoler et cultiver des cellules souches épithéliales épithéliales de l’endomètre de rat (reESC), générant des organoïdes de l’endomètre du rat. Cette méthode facilite les études in vitro des maladies de l’endomètre, permettant l’édition de gènes et d’autres manipulations cellulaires.
Les organoïdes de l’endomètre offrent des informations précieuses sur le développement et la physiopathologie des maladies de l’endomètre et servent de plateformes pour les tests de médicaments. Bien que des organoïdes endométriaux humains et murins aient été développés, la recherche sur les organoïdes endométriaux de rat reste limitée. Étant donné que les rats peuvent mieux simuler certaines pathologies de l’endomètre, telles que les adhérences intra-utérines, cette étude visait à établir des organoïdes de l’endomètre du rat. Nous présentons un protocole détaillé pour l’isolement et la culture de cellules souches épithéliales épithéliales de l’endomètre du rat (reESC) et la génération d’organoïdes de l’endomètre du rat. À l’aide d’un milieu d’expansion reESC affiné, nous avons réussi à isoler et à étendre de manière stable les reESC, démontrant ainsi leur potentiel de culture à long terme. Les organoïdes générés par reESC présentaient des caractéristiques structurelles et fonctionnelles typiques de l’endomètre, y compris la réactivité hormonale. Nos résultats ont montré que les organoïdes de l’endomètre du rat pouvaient être cultivés à long terme avec une prolifération stable, en maintenant la structure glandulaire, la polarité cellulaire et les caractéristiques fonctionnelles de l’épithélium de l’endomètre. Ce nouveau modèle d’organoïde de l’endomètre dérivé d’un rat fournit une plate-forme précieuse pour étudier les maladies de l’endomètre et tester des interventions thérapeutiques, avec des applications potentielles sur diverses espèces de mammifères.
L’endomètre, un tissu polyvalent et régénérateur du corps humain, subit une chute, une régénération et une différenciation périodiques sous l’influence des hormones ovariennes1. Les anomalies de l’endomètre sont liées à diverses maladies du système reproducteur féminin, telles que l’endométriose, le cancer de l’endomètre et l’infertilité2. Le manque de modèles de recherche fiables pour l’endomètre entrave les études approfondies de la pathogenèse, le diagnostic clinique et le traitement de ces maladies. Bien que les lignées cellulaires et les modèles animaux soient couramment utilisés pour la recherche sur l’endomètre, des défis tels que l’instabilité phénotypique des lignées cellulaires, les différences interespèces dans les modèles animaux et d’autres limitations rendent difficile la reproduction de la structure physiologique complexe et des changements fonctionnels dynamiques de l’endomètrehumain 3.
Les organoïdes sont des structures tridimensionnelles formées par la culture de cellules souches dans un environnement extracellulaire, possédant des capacités d’auto-renouvellement et d’auto-organisation. Ils peuvent imiter la structure et la fonction des tissus physiologiques et pathologiques et sont reconnus comme des modèles précliniques de maladies humaines4. En 2017, la construction réussie d’organoïdes endométriaux de souris et d’humains a été obtenue en intégrant du tissu endométrial libre fragmenté obtenu par digestion enzymatique dans un échafaudage de matrice extracellulaire, suivi de l’ajout d’un mélange de facteurs de croissance spécifiques et de facteurs de signalisation pour la culture5. Les résultats ont démontré que les organoïdes endométriaux ex vivo présentent une capacité de prolifération stable et à long terme, maintenant la structure glandulaire, la polarité cellulaire et les caractéristiques fonctionnelles de l’épithélium endométrial, y compris la sécrétion de mucus et la réponse hormonale6. Cependant, la culture ex vivo de cellules souches adultes formant les organoïdes de l’endomètre nécessite un soutien structurel semblable à celui d’une glande, ce qui entraîne des défis tels que la perte de souche et des difficultés de passage7.
Actuellement, la culture des organoïdes de l’endomètre repose sur la méthode de culture par digestion par blocs tissulaires. Dans une étude précédente, notre équipe de recherche a cultivé des cellules souches épithéliales de l’endomètre humain pendant une période prolongée in vitro en utilisant un milieu de culture primaire principalement composé de Y27632, que nous avons utilisé pour construire des organoïdes de l’endomètre8. Forts de ce succès, nous avons isolé et cultivé des cellules souches épithéliales de l’endomètre à partir de tissu endométrial de rat à l’aide d’un milieu de culture composé de petites molécules, établissant ainsi un système de culture in vitro à long terme. De plus, nous avons utilisé des cellules souches épithéliales épithéliales de l’endomètre de rat (reESC) pour générer des organoïdes de l’endomètre de rat. Le développement de ce modèle améliorera les futures études in vitro et in vivo des maladies liées à l’endomètre en conjonction avec des modèles de rats.
Six rats Sprague-Dawley femelles âgés de 7/8 semaines pesant de 200 à 250 g ont été utilisés dans ce travail. Les rats ont été logés dans une animalerie climatisée avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. Toutes les procédures expérimentales impliquant des animaux ont été menées dans le respect des directives institutionnelles pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire et ont été approuvées par le comité d’examen institutionnel des expériences sur les animaux du comité d’éthique de la recherche de l’hôpital populaire de Meizhou.
La section suivante décrit le processus d’isolement, de passage, de congélation et de décongélation des cellules souches épithéliales épithéliales de l’endomètre de rat à l’aide d’un milieu d’expansion reESCs raffiné (REEM) composé principalement de Y27632, A8301 et CHIR990217 8,9. La formulation REEM est basée sur du DMEM/F12 sans sérum enrichi de concentrations spécifiques de composants clés : 10 μM Y27632, 3 μM CHIR99021 et 0,5 μM A8301. Vous trouverez des détails complets concernant les composants dans le tableau des matériaux. Une fois que les rats ont été anesthésiés par inhalation d’isoflurane, les procédures ultérieures décrites à la figure 1 doivent être mises en œuvre.
1. Intervention chirurgicale
2. Traitement des tissus
3. Culture à long terme de cellules souches épithéliales épithéliales de l’endomètre de rat
4. Etablissement d’organoïdes endométriaux de rat à partir de reESC
5. Culture à long terme d’organoïdes endométriaux de rat
6. Facultatif : Transition des organoïdes vers la culture adhérente
REMARQUE : Le protocole mentionne une méthode alternative pour obtenir des reESC cultivés à plat en faisant passer les organoïdes à la culture adhérente, permettant la restructuration de la morphologie des organoïdes.
7. Culture séquentielle d’organoïdes avec de l’œstradiol (E2) et de la progestérone (P4)
Les reESC et les organoïdes utérins de rat ont été établis à partir de six rats Sprague-Dawley femelles pesant entre 200 g et 250 g selon le protocole décrit à la figure 1. S’appuyant sur le succès de la culture à long terme de cellules souches épithéliales de l’endomètre humain, la formulation REEM était principalement composée de Y27632, A8301 et CHIR99021. Pour stabiliser les cellules endométriales in vitro, nous avons d’abo...
Dans cette étude, nous avons décrit une méthode simple pour isoler et cultiver des cellules souches épithéliales épithéliales de l’endomètre de rat (reESC) et affiné le système ex vivo précédemment établi pour les cellules souches épithéliales de l’endomètre humain8. Notre approche utilise un milieu de culture de petites molécules contenant Y27632, A8301 et CHIR99021 comme composants clés pour permettre une culture ex vivo s...
Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à déclarer.
Ce travail a été soutenu par la Fondation de recherche fondamentale et appliquée du GuangDong (2023A1515110760).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anti-CD15 (SSEA-1) | Abcam | ab135377 | Rabbit, 1:200 (IHC) |
Anti-Estrogen Receptor alpha | Abcam | ab32063 | Rabbit, 1:200 (IHC) |
Anti-pan Cytokeratin | Abcam | ab7753 | Mouse, 1:250 (IHC) |
Anti-Progesterone Receptor | Abcam | ab101688 | Rabbit, 1:200 (IHC) |
Anti-Ki67 | Abcam | ab279653 | Mouse, 1:250 (IHC) |
A8301 | TargetMol | 909910-43-6 | |
β-Estradiol | Merck | E8875 | |
Cell Counting Kit-8 | Beyotime | C0038 | |
CD9 | BioLegend | 109819 | 1:20 (FC), Pacific Blue |
CD24 | BioLegend | 101806 | 1:20 (FC), FITC |
CD31 | BioLegend | 303120 | 1:20 (FC), APC |
CD45 | BioLegend | 301703 | 1:20 (FC), PE |
CHIR99021 | TargetMol | CT99021 | |
Cultrex Organoid Harvesting Solution | R&D Systems | 3700-100-01 | |
Cy3 TSA Fluorescence System Kit | APExBIO | K1051 | |
Cy5 TSA Fluorescence System Kit | APExBIO | K1052 | |
DAPI | Sigma | D9542 | 1 μg/mL |
DMEM/F-12 | Invitrogen | 11330032 | |
EpCAM | BioLegend | 369803 | 1:20 (FC), PerCP |
Fluorescein TSA Fluorescence System Kit | APExBIO | K1050 | |
Goat anti-Rabbit IgG, Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A-11008 | 1:500 |
Goat anti-Mouse IgG, Alexa Fluor 555 | Invitrogen | A-21422 | 1:500 |
Goat Anti-rabbit IgG/HRP antibody | APExBIO | bs-0295G-HRP | |
Knockout serum replacement | Invitrogen | 10828028 | |
Matrigel | Corning | 356234 | |
PrimeScript RT Master Mix | Takara | RR063A | |
Progesterone | Merck | 57-83-0 | |
Sprague-Dawley rat | Shanghai JieSiJie Laboratory Animals Co., LTD, China | ||
SSEA-1 | BioLegend | 323047 | 1:20 (FC), APC |
TB Green Fast qPCR Mix | Takara | RR820A | |
TriZOL | Invitrogen | 15596026CN | RNA extraction |
u-Slide 8-well plates | Ibidi | 80827 | |
Y27632 | TargetMol | 146986-50-7 | |
qPCR primers of target genes | |||
Genes | Company | Sequences | |
rat GAPDH F | Sangon biotech | GACATGCCGCCTGGAGAAAC | |
rat GAPDH R | Sangon biotech | AGCCCAGGATGCCCTTTAGT | |
rat Nanog F | Sangon biotech | GACTAGCAACGGCCTGACTCA | |
rat Nanog R | Sangon biotech | CTGCAATGGATGCTGGGATA | |
rat Sox2 F | Sangon biotech | ATTACCCGCAGCAAAATGAC | |
rat Sox2 R | Sangon biotech | ATCGCCCGGAGTCTAGTTCT | |
rat Oct4 F | Sangon biotech | CCCAGCGCCGTGAAGTTGGA | |
rat Oct4 R | Sangon biotech | ACCTTTCCAAAGAGAACGCCCA GG |
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