Production, la caractérisation et utilisations potentielles d&#39;un humain de l&#39;oesophage muqueux modèle 3D de l&#39;ingénierie tissulaire

Nicola H. Green; Bernard M. Corfe; Jonathan P. Bury; Sheila MacNeil

doi:10.3791/52693

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Article de méthode

Production, la caractérisation et utilisations potentielles d'un humain de l'oesophage muqueux modèle 3D de l'ingénierie tissulaire

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DOI :

10.3791/52693

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18 mai 2015

Nicola H. Green¹ , Bernard M. Corfe² , Jonathan P. Bury³ , Sheila MacNeil¹

¹Department of Materials Science and Engineering, University of Sheffield, ²Department of Oncology and Insigneo Institute for in silico Medicine, University of Sheffield, ³Department of Histopathology, Sheffield Teaching Hospitals NHS Foundation Trust

Dans cet article

Résumé

Ce manuscrit décrit la production, la caractérisation et les utilisations potentielles d'une ingénierie tissulaire de construction de l'œsophage 3D préparé à partir de fibroblastes humains primaires normale de l'œsophage et les cellules épithéliales squameuses ensemencées dans un échafaudage porcine de-cellularisée. Les résultats mettent en évidence la formation d'un épithélium stratifié mûr similaire à l'oesophage humain normal.

Résumé

L'incidence à la fois de l'adénocarcinome oesophagien et son précurseur, métaplasie de Barrett, augmentent rapidement dans le monde occidental. En outre adénocarcinome oesophagien a généralement un mauvais pronostic, avec peu d'amélioration dans les taux de survie au cours des dernières années. Ces conditions sont difficiles à étudier et il ya eu un manque de plates-formes expérimentales appropriées pour enquêter sur les troubles de la muqueuse œsophagienne.

Un modèle de la muqueuse de l'oesophage humain a été développé dans le laboratoire MacNeil qui, à la différence des systèmes de culture de cellules 2D conventionnelles, récapitule les interactions cellule-cellule et cellule-matrice présents in vivo et produit un mature, épithélium stratifié semblable à celui de l'être humain normal œsophage. En résumé, le modèle utilise des cellules non transformées normales de fibroblastes primaires humains de l'œsophage et epitheliales cultivées dans un échafaud oesophagien acellulaire dérivée de porc. La caractérisation immunohistochimique de ce modèlepar CK4, CK14, Ki67 et involucrine coloration montre récapitulation approprié de l'histologie de la muqueuse de l'œsophage humain normal.

Ce modèle fournit un robuste modèle expérimental, biologiquement pertinente de la muqueuse œsophagienne humaine. Il peut facilement être manipulée pour enquêter sur un certain nombre de questions de recherche, y compris l'efficacité des agents pharmacologiques et l'impact de l'exposition à des facteurs environnementaux tels que l'alcool, les toxines, à haute température ou des composants de produit de reflux gastro-oesophagien. Le modèle facilite également les périodes de culture prolongées pas réalisables avec la culture cellulaire classique en 2D, permettant, entre autres, l'étude de l'impact de l'exposition répétée d'un épithélium mature pour l'agent d'intérêt pour un maximum de 20 jours. En outre, une variété de lignées cellulaires, telles que celles dérivées de tumeurs de l'oesophage ou métaplasie de Barrett, peut être incorporé dans le modèle pour étudier des processus tels que l'invasion tumorale et le médicament responsiveness dans un environnement plus biologiquement pertinente.

Introduction

La muqueuse de l'œsophage comprend, un épithélium malpighien-dessus d'une couche de tissu conjonctif, la lamina propria, et est l'un des premiers sites à rencontrer facteurs de stress environnementaux ingérés. L'exposition à des toxines alimentaires est impliqué dans le développement du carcinome épidermoïde de l'oesophage, tandis que duodenogastro-oesophagien reflux est un facteur critique dans la pathogenèse de la métaplasie de Barrett, qui est associé à un risque accru de progression de l'adénocarcinome de l'oesophage. Cancer de l'œsophage sont la 8 ^ème tumeur maligne la plus fréquente chez les hommes au Royaume-Uni et l&....