El epitelio estratificado de mamíferos es la arquitectura epitelial más compleja en todos los sistemas vivos y con mayor frecuencia está sujeto a daños y lesiones. Como tejido protector, el epitelio estratificado ha evolucionado para generar una respuesta compleja y efectiva al daño tisular. Tras la lesión, estas células deben activar programas de plasticidad de linaje, que les permitan migrar al sitio lesionado y llevar a cabo la reparación1,2,3. Esta respuesta multifacética ocurre en varios pasos secuenciales que siguen siendo poco conocidos.
Un obstáculo importante en el estudio del intrincado proceso de regeneración epitelial radica en la escasez de sistemas modelo de alto rendimiento que puedan capturar actividades celulares dinámicas en etapas definidas de regeneración celular. Si bien los modelos de ratones in vivo ofrecen información relevante sobre la cicatrización de heridas y recapitulan más de cerca el proceso regenerativo humano, su desarrollo requiere esfuerzos laboriosos y un costo significativo, lo que limita su capacidad de rendimiento. Existe, por lo tanto, una necesidad crítica de establecer sistemas que permitan la investigación funcional de la regeneración del tejido epitelial humano a una escala de alto rendimiento.
En los últimos años, se han hecho varios intentos para enfrentar el desafío de la escalabilidad. Esto se ve a través de una gran expansión de modelos innovadores basados en células in vitro y ex vivo que imitan de cerca el contexto regenerativo in vivo. Esto incluye avances en organ-on-chip4,esferoide5,organoide6y cultivos organotípicos7. Estos sistemas basados en células 3D ofrecen ventajas únicas y presentan distintas limitaciones experimentales. Hasta la fecha, el cultivo de esferoides sigue siendo el modelo de cultivo celular 3D más rentable y ampliamente utilizado. Y aunque varios informes han indicado que los cultivos de esferoides se pueden utilizar para estudiar las características de las células madre de la piel, estos estudios se han realizado en gran medida con tejido animal8,9o con fibroblastos dérmicos10,sin prácticamente informes que caractericen a fondo las propiedades regenerativas de los cultivos de esferoides epidérmicos humanos. En este protocolo detallamos el desarrollo funcional, el cultivo y el mantenimiento de cultivos de esferoides epidérmicos a partir de queratinocitos humanos normales (NHKc). Igualmente describimos la utilidad de este sistema para modelar las fases secuenciales de la regeneración epidérmica y la plasticidad de las células madre queratinocitos in vitro.