Se describe un protocolo simplificado y rentable para el cocultivo indirecto de células estromales y epiteliales endometriales. Este método utiliza un andamio casero para los portaobjetos de células, que consta de un anillo de soporte superior diseñado para la fijación a placas de cultivo celular estándar de 12 pocillos, complementado por un soporte de portaobjetos de células basales con cuatro estructuras en forma de varilla en forma de L. Esta configuración facilita la separación de las células endometriales, estromales y epiteliales, al tiempo que permite su interacción a través del intercambio de moléculas de señalización en el medio de cultivo. Una de las principales ventajas de este enfoque es la reducción sustancial tanto de tiempo como de gastos en comparación con los sistemas de cocultivo disponibles en el mercado11. El andamio casero está construido con materiales fácilmente disponibles, lo que reduce significativamente el costo de la instalación. Además, su diseño es sencillo, lo que permite a los investigadores montar y desmontar el andamio con facilidad, ahorrando así tiempo y esfuerzo en el laboratorio. Además, el andamio casero se puede limpiar y esterilizar para múltiples usos, lo que lo convierte en una opción sostenible y económica para la investigación en curso. Esta característica es particularmente beneficiosa para estudios a largo plazo, donde los resultados consistentes y confiables son cruciales.
Las células estromales endometriales y las células epiteliales desempeñan un papel fundamental para facilitar la implantación exitosa del embrión. En condiciones fisiológicas, las células epiteliales endometriales y las células estromales del endometrio no suelen tener contacto directo. La investigación sobre la decidualización de las células estromales endometriales humanas ha demostrado que las células epiteliales influyen en el proceso decidual paracrino. La proximidad de las células epiteliales y estromales permite una comunicación efectiva a través de la señalización paracrina12. Esta interacción es vital para la coordinación de los cambios cíclicos en el endometrio, incluyendo la preparación para la implantación y el posterior desprendimiento del tejido si no se produce la implantación11. Tanto las células epiteliales como las estromales expresan receptores de estrógeno y progesterona, que regulan sus actividades de proliferación, diferenciación y secretoría. La diafonía epitelio-estromal asegura que estas respuestas estén bien coordinadas13. Por lo tanto, la compleja diafonía entre estas células sigue siendo un área crítica de investigación, ya que es esencial para comprender los intrincados procesos que subyacen a la receptividad endometrial y la implantación del embrión14. A pesar de los avances significativos en biología reproductiva, los mecanismos detallados de comunicación entre estos tipos de células durante la implantación aún no están completamente dilucidados15.
El andamio proporciona una forma conveniente de lograr el cocultivo de dos tipos de células adherentes. Sin embargo, en el proceso de cocultivo a largo plazo, las células de cubreobjetos continúan creciendo y renovándose con el tiempo, y las células muertas caerán y entrarán en contacto con las células de la capa inferior, lo que puede afectar a las células de la capa inferior. Además, las células que se siembran en el cubreobjetos se colocan boca abajo en el andamio. Se desconoce si la gravedad tiene algún efecto sobre el estado de las células. En esta investigación, se utilizaron dos líneas celulares, hESC e Ishikawa, para la demostración. El andamio puede ser ampliamente utilizado en el cocultivo de dos tipos diferentes de líneas celulares adherentes. Además, el andamio también se puede utilizar como plataforma para otros compuestos o medios de liberación de medicamentos y como plataforma de montaje para diversos dispositivos como luminiscencia, calentamiento y electrodos.
Aquí, presentamos un sistema de cultivo celular in vitro confiable y robusto que utiliza el andamio específico, que es una herramienta útil y conveniente para estudiar más a fondo el mecanismo molecular de las interacciones entre embriones y células uterinas maternas. Además, hemos caracterizado la factibilidad del andamio establecido como modelo para estudios de blastocisto/trofoblasto. Este protocolo permite la construcción de andamios adecuados mediante impresión 3D y su función como estructura 3D para las plataformas de migración o invasión en pequeños volúmenes (placas de 12 pocillos), donde se pueden evaluar diferentes factores mediante sistemas de cuantificación de imágenes.
El uso de líneas celulares permite la estandarización del modelo para comparar diferentes condiciones, algo que no es aplicable utilizando tejidos de vellosidades primarias frescas. Sin embargo, cualquiera de los componentes de la línea celular puede ser reemplazado por el cultivo primario para su validación. Al incorporar las células y tejidos derivados de pacientes de interés, el modelo propuesto puede facilitar la demostración y el modelado de diferentes enfermedades que se sabe que contribuyen a la infertilidad y al fracaso del embarazo.
Pasos críticos
En primer lugar, la densidad de células de Ishikawa para el cocultivo debe ser limitada, aproximadamente 60%-70% de confluencia. En segundo lugar, la cubierta del cubreobjetos con celdas debe mantenerse hacia abajo. En tercer lugar, la concentración de ECM debe ser inferior a 3 mg/mL para evitar la formación de un gel. En cuarto lugar, el nivel de líquido del medio en el sistema de cocultivo debe cubrir el cubreobjetos.
Limitaciones
El modelo mencionado anteriormente comprende las células epiteliales endometriales y las células estromales; una limitación del estudio fue el uso de células de adenocarcinoma de Ishikawa como sustitutos de células epiteliales en lugar de células primarias. La integración de células epiteliales y estromales primarias de la misma paciente replicaría las condiciones fisiológicas del endometrio humano. Para algunas aplicaciones experimentales, una posible limitación se refiere a la falta de otros tipos de células, como las células endoteliales y las células inmunitarias, y no hay una caracterización de la estructura glandular en este modelo para evaluar el impacto interactivo de las glándulas endometriales en otros tipos de células endometriales. Sin embargo, en condiciones fisiológicas, las células epiteliales revelan polaridad, y este carácter difícilmente simula condiciones in vitro sin un entorno luminal uterino. Las células estromales endometriales están bajo el proceso decidual en el ciclo menstrual 16,17. Sin embargo, el mecanismo molecular de la decidualización sigue sin estar claro. Varios factores, incluidos los inmunocitos y las células endoteliales, podrían desempeñar un papel en la decidualización. Este modelo proporciona una forma limitada de examinar la diafonía indirecta entre las células estromales y epiteliales durante el proceso decidual. Además, los niveles y roles de los marcadores biológicos durante la decidualización aún no están claros, lo que justifica una mayor exploración