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Method Article
Este protocolo descreve um método para estabelecer e executar um ensaio de arranhão em monocamadas bidimensionais (2D) derivadas de enteróides tridimensionais (3D) isolados de íleo de primatas não humanos.
Ensaios de feridas de arranhões in vitro são comumente usados para investigar os mecanismos e características da cicatrização epitelial em uma variedade de tipos de tecidos. Aqui, descrevemos um protocolo para gerar uma monocamada bidimensional (2D) a partir de enteroides de primatas não humanos tridimensionais (3D) derivados de criptas intestinais do íleo terminal. Essas monocamadas derivadas de enteroides foram então utilizadas em um ensaio de arranhão in vitro para testar a capacidade do hialuronano 35 kDa (HA35), um HA de leite humano, para promover a migração e proliferação celular ao longo da borda da ferida epitelial. Após o cultivo das monocamadas até a confluência, elas foram raspadas manualmente e tratadas com HA35 (50 μg/mL, 100 μg/mL, 200 μg/mL) ou controle (PBS). A migração celular e a proliferação para a lacuna foram fotografadas usando um microscópio de luz transmitida equipado para imagens de células vivas. O fechamento da ferida foi quantificado como porcentagem de cicatrização de feridas usando o Wound Healing Size Plugin no ImageJ. A área de arranhão e a taxa de migração celular e a porcentagem de fechamento da ferida foram medidas ao longo de 24 h. O HA35 in vitro acelera a cicatrização de feridas em monocamadas enteroides do intestino delgado, provavelmente através de uma combinação de proliferação celular na borda da ferida e migração para a área da ferida. Esses métodos podem potencialmente ser usados como um modelo para explorar a regeneração intestinal no intestino delgado humano prematuro.
A enterocolite necrosante (NEC) é uma das emergências gastrointestinais mais comuns em prematuros1. A doença é caracterizada por inflamação intestinal grave que pode se deteriorar rapidamente para necrose intestinal, sepse e potencialmente morte. Embora a etiologia não seja clara, as evidências sugerem que a NEC é multifatorial e o resultado de uma complexa interação de alimentação, colonização bacteriana anormal e epitélio intestinal imaturo 2,3. Prematuros apresentam aumento da permeabilidade intestinal, colonização bacteriana anormal e baixa capacidade regenerativa de enterócitos4,5, aumentando o risco de disfunção da barreira intestinal, translocação bacteriana e desenvolvimento de NEC. Portanto, identificar estratégias ou intervenções para acelerar a maturação epitelial intestinal e promover a regeneração ou cicatrização do epitélio intestinal é fundamental na prevenção dessa doença mortal.
Estudos têm demonstrado que o leite humano (HM) é protetor contra a NEC em prematuros 6,7,8,9,10,11. Estudos em humanos e animais mostraram que a fórmula à base de bovinos aumenta a permeabilidade intestinal e é diretamente tóxica para as células epiteliais intestinais 2,12. Embora não totalmente elucidada, as evidências sugerem que os efeitos protetores da HM são mediados por componentes bioativos, como lactoferrina, imunoglobulina A (IgA) e oligossacarídeos HM13. O HM também é rico em hialuronano (AH), um glicosaminoglicano exclusivamente não sulfatado com repetição de ácido D-glucurônico e dissacarídeos N-acetil-D-glucosamina14,15. É importante ressaltar que mostramos que o 35 kDa HA oral (HA35), um HM HA mímica, atenua a gravidade da lesão intestinal, previne a translocação bacteriana e diminui a mortalidade em um modelo de lesão intestinal murina semelhante ao NEC16,17.
Aqui, os efeitos do HA35 na cicatrização e regeneração intestinal in vitro são investigados mais adiante. Atualmente, o ensaio in vitro mais utilizado para feridas intestinais e reparo é um ensaio de arranhão realizado em monocamadas celulares de câncer colorretal (CCR). A relevância fisiológica de tal modelo para o intestino infantil prematuro é limitada, uma vez que o reparo de feridas de células CRC depende fortemente da natureza altamente proliferativa das células cancerígenas, em vez de processos de reparo orientados por células-tronco18. Para superar essa limitação, o estabelecimento de um modelo de arranhão enteróide 2D, incluindo o procedimento de isolamento e manutenção de enteroides intestinais delgados derivados de células-tronco primárias de primatas não humanos (PNH) prematuros, é descrito aqui. Dado que a NEC pré-termo é mais frequentemente relatada no intestino delgado distal, o uso de organoides primários de células epiteliais em um modelo de dano e reparo intestinal fornece um modelo in vitro mais fisiologicamente traduzível em comparação com os modelos existentes que utilizam monocamadas colorretais tradicionais18,19.
Todos os procedimentos em animais neste estudo foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais do Centro de Ciências da Saúde da Universidade de Oklahoma. Após aprovação institucional, amostras de conveniência fetal do intestino delgado de um primata não humano prematuro (PNH, gestação de 90%, babuíno-oliva, Papio anubis) foram obtidas após eutanásia para um estudo separado (Protocolo nº 101523-16-039-I)20.
1. Estabelecimento de enteróides intestinais 3D de primatas não humanos prematuros
2. Estabelecimento de monocamada enteróide e ensaio de ferida de arranhão
Os efeitos do AH no reparo tecidual e cicatrização de feridas em vários tecidos e órgãos estão bem documentados; no entanto, os efeitos específicos do AH com um peso molecular de 35 kDa na cicatrização e regeneração do intestino delgado fetal ou neonatal são atualmente desconhecidos. Para testar a capacidade do HA35 de promover a cicatrização de feridas em um modelo do intestino delgado fetal ou neonatal, geramos enteroides intestinais 3D a partir do tecido ileal NHP e dissociamos ainda mais esse tecido em ...
O trato gastrointestinal de um prematuro está sob pressão regenerativa contínua de exposições repetidas a insultos ambientais associados à disbiose, metabólitos e toxinas bacterianas inflamatórias e hipóxia intermitente23,24. Infelizmente, o epitélio intestinal do prematuro é incapaz de estabelecer rapidamente a integridade funcional23, resultando em disfunção de barreira, aumento da permeabilidade intestinal e, em casos grave...
Os autores não têm nada a divulgar e nenhum conflito de interesses.
Este conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente as opiniões oficiais dos Institutos Nacionais de Saúde. HC é apoiado pela concessão P20GM134973 dos Institutos Nacionais de Saúde. A KB é apoiada por uma doação da Children's Hospital Foundation (CHF) e da Presbyterian Health Foundation (PHF). Os serviços de imagem de células vivas fornecidos pelo núcleo de Genômica Funcional do Câncer foram apoiados em parte pelo National Institute of General Medical Sciences Grant P20GM103639 e pelo National Cancer Institute Grant P30CA225520 dos Institutos Nacionais de Saúde, concedido ao Centro de Ciências da Saúde Stephenson da Universidade de Oklahoma.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10 mL Serological Pipet | Fisher Scientific | 13-675-49 | |
100x21mm Dish, Nunclon Delta | ThermoFisher Scientific | 172931 | |
15 mL Conical tube | VWR | 89039-666 | |
24-Well, TC-Treated, Flat Bottom Plate | Corning | 3524 | |
37 µM Reversible Cell Strainer | STEMCELL Technologies | 27215 | |
50 mL Conical tube | VWR | 89039-658 | |
70 µm Sterile Cell Strainers | Fisher Scientific | FB22-363-548 | |
Albumin, Bovine (BSA) | VWR | 0332-100G | |
CellTiter-Glo 3D Cell Viability Assay | Promega | G9681 | |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium/Nutrient Ham's Mixture F-12 (DMEM-F12) with 15 mM HEPES buffer | STEMCELL Technologies | 36254 | |
Gentle Cell Dissociation Reagent | STEMCELL Technologies | 100-0485 | |
ImageJ | NIH | imagej.nih.gov/ij/ | |
Incucyte S3 Live-Cell Analysis Instrument | Sartorius | 4647 | |
Incucyte Scratch Wound Analysis Software Module | Sartorius | 9600-0012 | |
IntestiCult Organoid Growth Medium (Human) | STEMCELL Technologies | 06010 | This is HOGMY, but without the Y-27632 or antibiotics. Also used as base for HOGM, but then only missing the antibiotics. |
Lipopolysaccharides from Escherichia coli O111:B4, purified by gel filtration chromatography | Millipore Sigma | L3012-10MG | |
Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) Basement Membrane Matrix, Phenol Red-Free | Corning | 356231 | |
Nunc MicroWell 96-Well, Nunclon Delta-Treated, Flat-Bottom Microplate | ThermoFisher Scientific | 136101 | |
PBS (Phosphate-Buffered Saline), 1X [-] Calcium, Magnesium, pH 7.4 | Corning | 21-040-CM | |
Primocin | Invivogen | ant-pm-1 | This is broad-spectrum antibiotics |
Sodium Hyaluronate, Research Grade, HA20K | Lifecore Biomedical | HA20K-1 | |
TC20 Automated Cell Counter | Company: Bio-Rad | 1450102 | |
Trypsin-EDTA 1X, 0.25% Trypsin | Fisher Scientific | MT25053CI | |
Y-27632 | STEMCELL Technologies | 72302 |
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