In vitro  Apical-out enteroides Modell der nekrotisierenden Enterokolitis

Kathryn Burge; Adam Wilson; Hala Chaaban

doi:10.3791/64003

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Methodenartikel

In vitro Apical-out enteroides Modell der nekrotisierenden Enterokolitis

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DOI:

10.3791/64003

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8. Juni 2022

Kathryn Burge¹ , Adam Wilson¹ , Hala Chaaban¹

¹Department of Pediatrics, Division of Neonatal-Perinatal Medicine, University of Oklahoma Health Sciences Center and Center for Pregnancy and Newborn Health

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt ein apikal-out-nekrotisierendes Enterokolitis-Modell (NEC)-in-a-dish, das Dünndarmenteroide mit umgekehrter Polarität verwendet und den Zugang zur apikalen Oberfläche ermöglicht. Wir bieten ein Immunfluoreszenz-Färbeprotokoll zum Nachweis von NEC-bedingten Epithelstörungen und eine Methode zur Bestimmung der Lebensfähigkeit von apikalen Enteroiden, die dem NEC-in-a-dish-Protokoll unterliegen.

Zusammenfassung

Die nekrotisierende Enterokolitis (NEC) ist eine verheerende Erkrankung bei Frühgeborenen, die durch Darmentzündungen und Nekrosen gekennzeichnet ist. Enteroide haben sich kürzlich als vielversprechendes System zur Modellierung gastrointestinaler Pathologien herausgestellt. Derzeit verwendete Methoden zur enteroiden Manipulation haben jedoch entweder keinen Zugang zur apikalen Oberfläche des Epithels (dreidimensional [3D]) oder sind zeit- und ressourcenintensiv (zweidimensionale [2D] Monoschichten). Diese Methoden erfordern oft zusätzliche Schritte, wie z.B. Mikroinjektion, damit das Modell physiologisch übersetzbar wird. Hier beschreiben wir ein physiologisch relevantes und kostengünstiges Protokoll zur Untersuchung von NEC in vitro durch Umkehrung der enteroiden Polarität, was dazu führt, dass die apikale Oberfläche nach außen zeigt (apikal-out). Ein Immunfluoreszenz-Färbeprotokoll zur Untersuchung der Integrität der enteroiden Barriere und der junctionalen Proteinexpression nach Exposition gegenüber Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α) oder Lipopolysaccharid (LPS) unter normoxischen oder hypoxischen Bedingungen wird ebenfalls bereitgestellt. Die Lebensfähigkeit von 3D-apikalen Enteroiden, die normoxischen oder hypoxischen LPS oder TNF-α für 24 h ausgesetzt waren, wird ebenfalls bewertet. Enteroide, die entweder LPS oder TNF-α ausgesetzt waren, zeigten in Kombination mit Hypoxie eine Störung der Epithelarchitektur, einen Verlust der Adhärenz-Junction-Proteinexpression und eine Verringerung der Zelllebensfähigkeit. Dieses Protokoll beschreibt ein neues apikales NEC-in-a-dish-Modell, das eine physiologisch relevante und kostengünstige Plattform darstellt, um potenzielle epitheliale Ziele für NEC-Therapien zu identifizieren und die frühgeborene Darmreaktion auf Therapeutika zu untersuchen.

Einleitung

Die nekrotisierende Enterokolitis (NEC), eine schwere entzündliche Erkrankung des Dünndarms, die bei bis zu 10% der Frühgeborenen auftritt, ist häufig mit hoher Morbidität und Mortalität verbunden ^1,2. Sterblichkeitsraten von fast 50% bei Säuglingen mit sehr niedrigem Geburtsgewicht (<1500 g), die einen chirurgischen Eingriff erfordern, sind nicht ungewöhnlich³. Während die genaue Ätiologie von NEC derzeit nicht verstanden wird, wird angenommen, dass Risikofaktoren wie die Fütterung von Säuglingsnahrung bei der Entwicklung der Krankheit mit physiologischen Anomalien wie Dysbiose, einem ....