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Análisis del estrés oxidativo en organoides intestinales murinos utilizando una sonda fluorogénica sensible a las especies reactivas de oxígeno

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DOI:

10.3791/62880

17 de septiembre de 2021

En este artículo

Resumen

El presente protocolo describe un método para detectar especies reactivas de oxígeno (ROS) en los organoides murinos intestinales utilizando imágenes cualitativas y ensayos de citometría cuantitativa. Este trabajo se puede extender potencialmente a otras sondas fluorescentes para probar el efecto de compuestos seleccionados en ROS.

Resumen

Las especies reactivas de oxígeno (ROS) desempeñan un papel esencial en la homeostasis intestinal. Las ROS son subproductos naturales del metabolismo celular. Se producen en respuesta a una infección o lesión a nivel de la mucosa, ya que están involucrados en las respuestas antimicrobianas y la cicatrización de heridas. También son mensajeros secundarios críticos, que regulan varias vías, incluido el crecimiento y la diferenciación celular. Por otro lado, los niveles excesivos de ROS conducen al estrés oxidativo, que puede ser perjudicial para las células y favorecer enfermedades intestinales como la inflamación crónica o el cáncer. Este trabajo proporciona un método sencillo para detectar ROS en los organoides murinos intestinales mediante imágenes en vivo y citometría de flujo, utilizando una sonda fluorogénica disponible comercialmente. Aquí el protocolo describe el ensayo del efecto de los compuestos que modulan el equilibrio redox en organoides intestinales y detectan los niveles de ROS en tipos específicos de células intestinales, ejemplificado aquí por el análisis de las células madre intestinales genéticamente marcadas con GFP. Este protocolo se puede utilizar con otras sondas fluorescentes.

Introducción

Las especies reactivas de oxígeno (ROS) son subproductos naturales del metabolismo celular. También pueden ser producidos activamente por complejos enzimáticos especializados como las NADPH-Oxidasas (NOX) y las Oxidasas Duales (DUOX) unidas a la membrana, que generan anión superóxido y peróxido de hidrógeno1. Al expresar enzimas antioxidantes y eliminadores de ROS, las células pueden ajustar finamente su equilibrio redox, protegiendo así la homeostasis tisular2. Aunque las ROS pueden ser altamente tóxicas para las células y dañar el ADN, las proteínas y los lípidos, son moléculas de señalización crucial....

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Protocolo

Todos los experimentos con animales se llevaron a cabo después de la aprobación del Comité de Uso del Instituto Pasteur y del Ministerio de Agricultura francés n.º 2016-0022. Todos los pasos se realizan dentro de una campana de cultivo de tejidos.

1. Preparación de reactivos y materiales para el cultivo de organoides intestinales

  1. Para preparar el medio de cultivo de crecimiento, mezcle DMEM/F-12 avanzado suplementado con 1x glutamina, 1x solución de penicilina/estreptomicina (P/S), 10 mM de HEPES, 50 ng/mL de EGF murino, 20 μg/mL de Noggin murino 500 ng/mL de R-Spondin1 de ratón (ver Tabla de Materiales). Deje el ....

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Resultados

Como prueba de concepto del protocolo descrito, se utilizaron las criptas obtenidas de la línea de ratones Lgr5-eGFP-IRES-CreERT2 en la que las células madre intestinales muestran expresión GFP en mosaico, que fue establecida por Barker et al., para caracterizar inicialmente las células madre intestinales10 y permitir mapear estas células en función de su expresión GFP. De este modo, se proporciona un modelo para comparar los niveles de ROS en una población de tipo celular específico en diferentes.......

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Discusión

Este trabajo proporciona un protocolo paso a paso para aislar criptas yeyunales murinas, cultivarlas en organoides 3D y analizar ROS en organoides mediante la combinación de una sonda fluorogénica sensible a ROS con imágenes de microscopía cualitativa de organoides completos y medición cuantitativa de ROS utilizando citometría de flujo en células individuales después de la disociación organoide.

El primer paso crítico en este método es el procedimiento de extracción de criptas. De hecho, la ca.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por la agencia nacional de investigación francesa (ANR) subvención 17-CE14-0022 (i-Stress).

....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Ratones
Lgr5-EGFP-IRES-creERT2 (Lgr5-GFP)The Jackson Laboratory
Growth culture medium
Advanced DMEM F12 (DMEM/F12)ThermoFisher12634010
B-27 Supplement, sin vitamina AThermoFisher12587010Concentración de existencias: 50x
GlutaMAX (glutamina)ThermoFisher35050038existencias: 100x
HepesThermoFisher15630056concentración de existencias: 1 m
Murine EGFR& D2028-EG-200 Concentración deexistencias: 500 y micro; g/mL en PBS
murine NogginR& D1967-NG/CF Concentración deexistencias: 100 y micro; g/mL en PBS
Murine R-spondin1R& D3474-RS-050 Concentración deexistencias: 50 y micro; g/mL en PBS
N-2 SuplementoThermoFisher17502048Concentración de Stock: 100x
Penicilina-Estreptomicina (P/S)ThermoFisher15140122Concentración de Stock: 100x (10,000 unidades/mL de penicilina y 10,000 µ g/mL de estreptomicina)
Material
70 y micro; m colador de célulasCorning352350
Fondo redondo de 96 pocillosCorning3799
tijera de punta esféricaFine Science Tools GMBH14086-09
CellROX® Reactivorojo intenso ThermoFisherC10422
DAPI (4',6-diamidino-2-phé nylindol, diclorhidrato) (sonda fluorgénica)ThermoFisherD1306stock a 10 mg/mL
DPBS 1x sin calcio ni magnesio (DPBS)ThermoFisher14190144
FLuoroBrite DMEM (DMEM sin rojo fenol)ThermoFisherA1896701
Hoechst 33342ThermoFisherH3570stock a 10 mg/mL
Matrigel Factor de Crecimiento Reducido, Libre de Rojo de Fenol (Matriz de Membrana Basal )Corning356231una vez recibido descongelar o/n en la nevera, mantener durante 1h en hielo y, hacer 500 mL alícuotas y almacenar a -20 ° C
µ-Slide 8 Cámaras de pocillosIbidi80826
N-acetilcisteína (NAC)SigmaA9165
terc-butil hidroperóxido (tBCHP)solución (70% wt. En H2O2)Sigma458139
TrypLE Express Enzyme (1X), sin rojo de fenol (tripsina)ThermoFisher12604013
UltraPure 0.5 M EDTA, pH8.0ThermoFisher15575020
Y-27632SigmaY0503Inhibidor de rocas para minimizar la muerte celular por disociación de tejidos
fuertes
citómetros de flujo
Sistema confocalBruker
de alta velocidad EMCCD Camera Evolve Delta 512confocalfotométrico
PrismaGraphPad Softwareanálisis estadístico
concentración de Attune NxT (citómetro de flujo)ThermoFischer Analizador de Fiji/ImageJ https://imagej.net/software/fiji/downloads generación de imágenes FlowJo BD Bioscience FACS analysis Observer.Z1 Sistema confocal Zeiss Opterra (confocal de campo barrido) Sistema

Referencias

  1. Aviello, G., Knaus, U. G. NADPH oxidases and ROS signaling in the gastrointestinal tract review-article. Mucosal Immunology. 11 (4), 1011-1023 (2018).
  2. Holmström, K. M., Finkel, T. Cellular mechanisms and physiological consequence....

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Organoides murinoscitometr a de flujomicroscop a confocalcultivo de organoidesan lisis de c lulas madreimagen en vivo

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