Name: Sistemas de modelos de tejidos organotípicos para investigar las interacciones huésped-patógeno in vitro (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-03-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: Aprende a utilizar modelos de tejidos organotípicos para investigar interacciones huésped-patógeno in vitro en epitelio oral. Este método permite evaluar respuestas inflamatorias y terapéuticos anti-biofilm.

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<table><tbody><tr><td>Discos de hidroxiapatita (HA) de 13 mm</td><td>Plasma Biotal Limited</td><td>n/a (hecho bajo pedido)</td><td>Sustrato para la formación de biopelículas orales, que imita la superficie del diente</td></tr><tr><td>Aguja de 19 G (40 mm)&nbsp;</td><td>VWR</td><td>613-2028</td><td>Se utiliza para ayudar a retirar los discos de HA de las placas y para cortar el tejido de los insertos</td></tr><tr><td>24 placas de microtitulación de fondo plano bien tratadas con TC y tapas&nbsp;</td><td>Suministros de laboratorio científico</td><td>3524 (paquete de 100)</td><td>Placas para el cultivo de biopelículas y experimentos de cocultivo de tejidos</td></tr><tr><td>Perlas de vidrio lavadas con ácido (425-600 &mu; m)</td> <td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>G8772</td><td>Para la lisis de tejidos para mejorar el rendimiento de la extracción de ARN&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>Actinomyces naeslundii DSM 17233&nbsp;</td><td>Instituto Leibniz DSMZ</td><td>n/a</td><td>Uno de los microorganismos utilizados para el modelo de biopelícula compleja</td></tr><tr><td>Bead Mill 24 Homogeneizador (o equivalente)&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-340-163</td><td>Para la lisis de tejidos para mejorar el rendimiento de la extracción de ARN&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>Bisutería&nbsp; (7 ml)</td><td>Greiner Bio-One</td><td>189170 (700 por bolsa)</td><td>Utilizado para la sonicación de biopelículas&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>Kit de síntesis de ADNc (alta capacidad)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>4368814 (para 200 reacciones)</td><td>Síntesis de ADNc a partir de la base de ARN tisular</td></tr><tr><td>Columbia Blood Agar (CBA)&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific CM0331B</td><td>(para 500 gramos)</td><td>Se utiliza para preparar placas de CBA para el cultivo de microorganismos aeróbicos Sangre</td></tr> de <tr><td>caballo desfibrinada</td><td>E& O Laboratorios</td><td>DHB</td><td>Se utiliza para complementar las placas de CBA y FAA para el cultivo de microorganismos aeróbicos y anaeróbicos</td></tr><tr><td>Solución salina tamponada con fosfato de Dulbecco (dPBS: sin CaCl2 y MgCl2)</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>DB537</td><td>dPBS para cocultivo celular con biofilm sonicato</td></tr><tr><td>Fusobacterium nucleatum ATCC 10953</td><td>American Type Culture Collection</td><td>n/a</td><td>Uno de los microorganismos utilizados para el modelo de biopelícula compleja</td></tr><tr><td>Fusobacterium nucleatum subespecie (subspp.) vincentii DSM 19507</td><td>Instituto Leibniz DSMZ</td><td>n/a</td><td>Uno de los microorganismos utilizados para el modelo de biopelícula complejo</td></tr><tr><td>GraphPad Prism (Versión 10)</td><td>GraphPad Software, Inc</td><td>n/a</td><td>Para la creación de gráficos y análisis de datos&nbsp;</td></tr><tr><td>Kit ELISA IL-8 humano (kit ELISA sin recubrimiento con placas)</td><td>Thermo Fisher Scientific (Invitrogen)</td><td>88-8086-86 (para pruebas de 10 x 96)</td><td>Kit y placas ELISA para la evaluación de proteínas de medios tisulares gastados</td></tr><tr><td>Epitelio oral humano (HOE)&nbsp;</td><td>Episkin</td><td>n/a (hecho por encargo)</td><td>El tejido epitelial utilizado para el sistema modelo de cocultivo</td></tr><tr><td>Asas de inoculación (desechables, 10 y micro; L, o equivalente)&nbsp;</td><td>Fisher Scientific 12870155</td><td>(paquete de 1000)</td><td>Para el cultivo microbiológico en medios sólidos y líquidos</td>,</tr><tr><td>placas qPCR MicroAmp Fast Reaction de 96 pocillos (0,1 ml)&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific 4346907</td><td>(para 10 placas)</td><td>Para la expresión génica de qPCR Perfiles de tejido</td></tr><tr><td>Microbank Beads</td><td>Pro-Lab Diagnostics</td><td>PL.170</td><td>Almacenamiento y ciropreservación de microorganismos&nbsp;</td></tr><tr><td>Agua sin nucleasas</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>AM9935 (10 x 1,5 mL)</td><td>Agua de grado RT-PCR para experimentos de qPCR&nbsp;</td></tr><tr><td>Placas de Petri (90 mm)</td><td>Fisher Scientific (Sterilin)&nbsp;</td><td>11309283 (paquete de 500)</td><td>Se utiliza para la preparación de placas de agar para el cultivo microbiano</td></tr><tr><td>Solución salina tamponada con fosfato (PBS)</td><td>Thermo Fisher Scientific&nbsp;</td><td>18912014 (paquete de 100 comprimidos)</td><td>PBS para la estandarización de microorganismos y los pasos de lavado de biofilm</td></tr><tr><td>Rneasy mini kit</td><td>Qiagen</td><td>74106 (para 250 reacciones)</td><td>Kit de extracción de ARN en columna para tejidos&nbsp;</td></tr><tr><td>Roswell Park Memorial Institute 1640 medio</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>R7755-10L (para 10 L)&nbsp;</td><td>Medios para el cultivo de biopelículas&nbsp;</td></tr><tr><td>Matriz de perfiladores RT2</td><td>Qiagen</td><td>330171 (a medida)</td><td>Matriz de qPCR que contiene cebadores listos para usar para la elaboración de perfiles de expresión génica</td></tr><tr><td>Base de agar anaerobio Schaedler</td><td>Merck: Sigma-Aldrich (Millipore)</td><td>91019 (para 500 g)</td><td>Se utiliza para preparar placas de agar anaeróbico Fastdious&nbsp;</td></tr><tr><td>Caldo anaerobio Schaedler</td><td>Thermo Fisher Scientific&nbsp;</td><td>CM0497B (para 500 g)</td><td>Medios líquidos para el crecimiento de microorganismos anaeróbicos</td></tr><tr><td>Tubo de junta tórica Beadbug con tapón de rosca&nbsp;</td><td>Suministros de laboratorio científico</td><td>Z763837-1000EA (paquete de 1000)</td><td>Para uso en el homogeneizador Bead Mill 24, para lisar tejidos</td></tr><tr><td>Baño de sonicación</td><td>Fisher Scientific (Fisherbrand)</td><td>n/a</td><td>Para la sonicación de biopelículas a partir de discos de AH&nbsp;</td></tr><tr><td>Streptococcus intermedius DSM 20753&nbsp;</td><td>Instituto Leibniz DSMZ</td><td>n/a</td><td>Uno de los microorganismos utilizados para el modelo de biopelícula compleja</td></tr><tr><td>Streptococcus mitis NCTC 12261</td><td>Colección Nacional de Cultivos Tipo</td><td>n/a</td><td>Uno de los microorganismos utilizados para el modelo de biopelícula compleja</td></tr><tr><td>Streptococcus oralis NTCC 11427&nbsp;</td><td>Colección Nacional de Cultivos Tipo</td><td>n/a</td><td>Uno de los microorganismos utilizados para el modelo de biopelícula compleja</td></tr><tr><td>SYBR-green (qPCRBIO SyGreen Mix Hi-ROX)</td><td>PCR Biosystems</td><td>PB20.12</td><td>SYBR-green mix para qPCR&nbsp;</td></tr><tr><td>Caldo Todd Hewitt</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>T1438&nbsp;</td><td>Medios para el cultivo de biopelículas&nbsp;</td></tr><tr><td>Caldo de soja triptona (TSB) medio</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>22092 (para 500 g)</td><td>Medio líquido para el crecimiento de microorganismos aeróbicos</td></tr><tr><td>Pinzas (150 mm, Acero inoxidable, Dentado)</td><td>RS-Pro&nbsp;</td><td>545-187</td><td>Se utiliza para mover discos de HA e insertos de tejido/extractos de tejido</td></tr><tr><td>Tubos universales&nbsp; (30 mL)</td><td>Greiner Bio-One</td><td>201150 (400 por bolsa)</td><td>Recipientes para el cultivo de microorganismos en cultivo líquido&nbsp;</td></tr><tr><td>Veillonella dispar NCTC 11831</td><td>Colección Nacional de Cultivos Tipo</td><td>n/a'Uno</td> <td>de los microorganismos utilizados para el modelo de biopelícula compleja</td></tr><tr><td>&beta;-metacapthoethanol</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>M3148</td><td>Desactivación de RNasa en muestras de tejido</td></tr></tbody></table>

sistemas de modelos de tejidos organotípicos para investigar las interacciones huésped-patógeno in vitro

Organotypic Tissue Model Systems for Investigating Host-Pathogen Interactions In Vitro

En este experimento, HOE fue expuesto a 7 especies de biofilm que contienen un organismo representativo del cambio de la salud bucal a la inflamación de las encías (conocida como gingivitis). Esta enfermedad surge de la inflamación del tejido epitelial gingival u oral debido a las perturbaciones microbianas de la acumulación de placa dental en la superficie del diente. Después de la estimulación, el tejido y los medios gastados se utilizan para los análisis transcripcionales y proteómicos, como se ha comentado anteriormente. Para este experimento, se detectó la expresión génica de un panel de biomarcadores inflamatorios en el tejido post-estimulación con biofilm sonicato (Figura 2). Esto se logró mediante el uso de una matriz de perfiles de PCR RT2 hecha a medida que contenía 16 genes diferentes, y la expresión génica se mostró como un cambio de pliegue en relación con el tejido no estimulado después de la normalización al gen de mantenimiento GAPDH. La estimulación microbiana aumentó la expresión de todos los genes con la excepción de CXCL5, observándose diferencias estadísticas para NFKB, CCL2, CXCL1, CXCL3, CSF2, CSF3, TNF, IL1A, IL1B y TLR4 (Figura 2A). El mayor cambio en el pliegue se observó para CCL2, CXCL1 y CSF3, con aumentos de 16,9, 10,3 y 15,1, respectivamente (Figura 2B).
Los medios HOE gastados se utilizaron para los análisis proteómicos con el fin de detectar las proteínas producidas y liberadas por el tejido después de la estimulación. Esto es útil para determinar si la expresión génica se correlaciona con la producción de proteínas. Para ello, se evaluó la expresión génica de IL8 y la liberación de proteínas IL-8 en tejido control y tejido estimulado por biofilm-sonicato (Figura 3). La expresión génica se evaluó mediante qPCR basada en SYBR-green con cebadores para IL8 y GAPDH como se describió anteriormente3. La expresión de ARNm de IL8 en HOE se incrementó 8,67 veces tras la estimulación con sonicato de biofilm (Figura 3A). A nivel de proteínas, los niveles de IL-8 se cuantificaron utilizando un kit ELISA de IL-8. La concentración de IL-8 en los medios gastados aumentó de ~1,005 ng/mL en el tejido control a ~4,245 ng/mL en el tejido estimulado por biofilm-sonicato (Figura 3B).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67487/67487fig01.jpg"> 
Figura 1: Diferentes aplicaciones para modelos de cocultivo de tejidos organotípicos. Las suspensiones estandarizadas de microorganismos se aplican directamente al tejido para investigar las interacciones especie-huésped (A). A menudo se utilizan para evaluar la colonización microbiana durante un corto período de tiempo (por ejemplo, &lt;24 h). Las biopelículas complejas se sonican para investigar los efectos de las células dispersas o de los agregados de biopelículas en los tejidos (B). Esto es importante ya que anteriormente se ha demostrado que dichas células tienen fenotipos únicos en comparación con sus contrapartes planctónicas o de biopelícula; con este fin, las biopelículas intactas se pueden agregar directamente al tejido utilizando insertos adicionales más pequeños para crear una exposición adyacente con el huésped (C). Finalmente, las células planctónicas se agregan al tejido en un medio de cultivo apropiado para evaluar la colonización microbiana, la formación de biopelículas y la dinámica de crecimiento en el tejido (D). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67487/67487fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67487/67487fig02.jpg"> 
Figura 2: Expresión génica del tejido HOE después de la estimulación con sonicate de biofilm de 7 especies. Cambio en el pliegue de la expresión de ARNm de un total de 15 genes inflamatorios normalizados al gen de limpieza, GAPDH, en tejido HOE en muestras control, no estimuladas y expuestas a 100 μL de biofilm de 7 especies de sonicato (A). Los tres genes (CCL2, CXCL1, CSF3) con los mayores cambios en la expresión de ARNm se muestran en (B). Los análisis estadísticos se realizaron mediante una prueba T paramétrica no apareada, con cambios significativos representados como *p &lt; 0,05, **p &lt; 0,01 y ***p &lt; 0,001, respectivamente. Los datos se trazaron y analizaron mediante software estadístico y gráfico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67487/67487fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67487/67487fig03.jpg"> 
Figura 3: Expresión génica de IL8 y niveles de proteína IL-8 producidos por el tejido HOE. Cambio en el pliegue de expresión de ARNm de IL8 en el tejido HOE determinado por qPCR (A) basada en SYBR-green y niveles de proteína IL-8 cuantificados a partir de medios tisulares gastados utilizando la metodología ELISA (B). Los análisis estadísticos se realizaron mediante una prueba T paramétrica no apareada, con cambios significativos representados como *p &lt; 0,05 y ****p &lt; 0,0001, respectivamente. Los datos se trazaron y analizaron mediante software estadístico y gráfico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67487/67487fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

Sistemas de modelos de tejidos organotípicos para investigar las interacciones huésped-patógeno in vitro

Recapitulating the host-pathogen interface at the epithelial or mucosal barrier in vitro remains a challenging prospect for infection biologists. While ...

organotypic-tissue-model-systems-for-investigating-host-pathogen

Research

Investigación

JoVE Journal

Immunology and Infection

Inmunología e Infección

Source: Alshehri, M. et. al., Organotypic Tissue Model Systems for Investigating Host-Pathogen Interactions In Vitro. J. Vis. Exp. (2025)This video demonstrates a co-culture model using multi-species oral biofilms and human oral epithelium. It highlights epithelial immune activation and enables the downstream analysis of host-pathogen interaction.

A Transwell Tissue Model for Studying Interactions Between Human Oral Biofilms and Epithelium

En este video, describimos la metodología para establecer un sistema de cultivo de órganos intestinales ex vivo para estudiar las interacciones entre fragmentos de tejido intestinal de ratón y bacterias intestinales específicas. El dispositivo consta de dos pares de puertos de entrada-salida, el primero que conecta la luz del tejido intestinal y suministra la suspensión bacteriana específica en él, y el segundo que suministra continuamente medios a los pocillos del dispositivo para mantener la...

Un sistema de cultivo de órganos intestinales ex vivo para estudiar las interacciones entre el huésped y la microbiota

Mientras que el estudio in vitro de las interacciones huésped-patógeno permite la caracterización de respuestas inmunes específicas, se requieren modelos in vivo para observar los efectos de respuestas complejas. Utilizando la exposición a Candida albicans seguida de una infección pulmonar mediada por Pseudomonas aeruginosa, establecimos un modelo murino de interacciones microbianas implicadas en la patogenicidad de la neumonía asociada a la ventilación.

El estudio de las comunidades microbianas<em&gt; En Vivo</em&gt;: Un Modelo de anfitrión mediada por la interacción entre<em&gt; Candida Albicans</em&gt; Y<em&gt; Pseudomonas Aeruginosa</em&gt; En las vías respiratorias

El cultivo de órganos ex vivo permite la investigación de procesos biológicos en el contexto de la arquitectura de tejidos intactos. Aquí, presentamos un método de cultivo ex vivo del colon de ratón, que se puede utilizar para estudiar la inmunidad innata y la defensa antimicrobiana del huésped en el intestino.

los<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Colon Organo cultura y su uso en estudios de defensa antimicrobiana de host

Interacciones de host-microbio intestinal fueron evaluadas usando un nuevo enfoque que combina una comunidad oral sintético, en vitro la digestión gastrointestinal y un modelo del epitelio del intestino delgado. Presentamos un método que puede ser adaptado para evaluar invasión celular de patógenos y biofilms multiespecies, o incluso para probar la supervivencia de las formulaciones probióticas.

Evaluar la viabilidad de un consorcio bacteriano sintético en la interfaz de Host-microbio In Vitro Gut

Se describen dos ensayos de infección in vitro e in vivo que pueden utilizarse para analizar las actividades de codificación de host factores.

Usando un patógeno bacteriano a punta de prueba para las respuestas celular y organísmica nivel Host

Este artículo presenta un método único para analizar las interacciones huésped-microbioma utilizando un nuevo sistema de cultivo de órganos intestinales para experimentos ex vivo.

Un sistema de cultivo de órganos intestinales intestinales para analizar las interacciones huésped-microbiota

Aquí describimos la construcción de un sistema modelo básico tridimensional (3D) de líneas celulares intestinales y un protocolo de inclusión de parafina para la evaluación microscópica óptica de equivalentes intestinales fijos. La tinción de proteínas seleccionadas permite el análisis de múltiples parámetros visuales de un solo experimento para su uso potencial en estudios preclínicos de detección de fármacos.

Sistema Modelo Intestinal Tridimensional Básico (3D) con un Componente Inmune

Los enteroides están emergiendo como un modelo novedoso para estudiar la fisiología y la fisiopatología de los tejidos, el desarrollo de fármacos y la medicina regenerativa. Aquí, describimos un sistema de cultivo derivado de enteroides 2D de células primarias bovinas que permite el cocultivo con tipos de células de tejido relevantes. Este modelo ofrece una ventaja traslacional para el modelado de la investigación gastrointestinal.

Generación de un sistema de cultivo monocapa bidimensional derivado de enteroide primario bovino para aplicaciones en investigación biomédica traslacional

Este protocolo describe la generación de un modelo murino basado en organoides prostáticos cultivado en 2D. Incluye disociación de organoides, siembra celular, diferenciación, evaluación de la integridad epitelial e infección in vitro con Escherichia coli uropatógena. El modelo proporciona accesibilidad apical y es adecuado para estudiar las interacciones huésped-patógeno, superando las limitaciones de los sistemas organoides 3D tradicionales.

Generación de un modelo basado en organoides prostáticos de ratón para estudiar las interacciones huésped-patógeno

El estudio presenta un método para la investigación in vitro de infecciones bacterianas utilizando organoides intestinales derivados de células madre tisulares. El protocolo describe cómo cultivar y diferenciar organoides en dos dimensiones, infectarlos con Escherichia coli invasiva adherente y evaluar indicadores clave, incluyendo la ruptura de la barrera epitelial, la imagen de infecciones y la respuesta del ARN epitelial.

Un cultivo de organoides bidimensional sobre una invasina o extracto de membrana basal para estudiar las interacciones huésped-bacteria

Aprende a utilizar modelos de tejidos organotípicos para investigar interacciones huésped-patógeno in vitro en epitelio oral. Este método permite evaluar respuestas inflamatorias y terapéuticos anti-biofilm.

Sistemas de modelos de tejidos organotípicos para investigar las interacciones huésped-patógeno in vitro

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