Propagation de cellules et d’organes dentaires et respiratoires en microgravité

Mirali Pandya; Wei Ma; Huling Lyu; Xianghong Luan; Thomas G. H. Diekwisch

doi:10.3791/62690

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Article de méthode

Propagation de cellules et d’organes dentaires et respiratoires en microgravité

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DOI :

10.3791/62690

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25 mai 2021

Mirali Pandya¹ , Wei Ma¹^,² , Huling Lyu¹^,³ , Xianghong Luan¹ , Thomas G. H. Diekwisch¹

¹Center for Craniofacial Research and Diagnosis, Texas A&M College of Dentistry, ²Department of Stomatology, The Fourth Affiliated Hospital, Harbin Medical University, ³Key Laboratory of Oral Medicine, Guangzhou Insititute of Oral Disease, Stomatology Hospital of Guangzhou Medical University

Dans cet article

Résumé

Ce protocole présente une méthode pour la culture et la croissance 3D de cellules de type améloblaste en microgravité afin de maintenir leur forme allongée et polarisée ainsi que l’expression protéique spécifique de l’émail. Les conditions de culture pour la culture de constructions d’ingénierie parodontale et d’organes pulmonaires en microgravité sont également décrites.

Résumé

La gravité est l’un des principaux déterminants de la fonction cellulaire humaine, de la prolifération, de l’architecture et de l’orientation du cytosquelette. Les systèmes de bioréacteurs rotatifs (RCCS) imitent la perte de gravité telle qu’elle se produit dans l’espace et fournissent plutôt un environnement de microgravité grâce à une rotation continue de cellules ou de tissus en culture. Ces RCCS assurent un approvisionnement ininterrompu en nutriments, en facteurs de croissance et de transcription et en oxygène, et corrigent certaines des lacunes des forces gravitationnelles dans les boîtes de culture cellulaire ou d’organe 2D immobiles (bidimensionnelles). Dans la présente étude, nous avons utilisé des RCCS pour co-cultiver des cellules de l’anse cervicale et des cellules de pulpe dentaire pour devenir des améloblastes, pour caractériser les interactions progéniteur parodontal/échafaudage et pour déterminer l’effet de l’inflammation sur les alvéoles pulmonaires. Les environnements RCCS ont facilité la croissance de cellules de type améloblaste, favorisé la prolifération des progéniteurs parodontaux en réponse aux revêtements d’échafaudage et permis d’évaluer les effets des changements inflammatoires sur les alvéoles pulmonaires en culture. Ce manuscrit résume les conditions environnementales, les matériaux et les étapes du processus et met en évidence les aspects critiques et les détails expérimentaux. En conclusion, les RCCS sont des outils innovants pour maîtriser la culture et la croissance 3D (tridimensionnelle) de cellules in vitro et pour permettre l’étude de systèmes cellulaires ou d’interactions non adaptés aux environnements de culture 2D classiques.

Introduction

La gravité affecte tous les aspects de la vie sur Terre, y compris la biologie des cellules individuelles et leur fonction au sein des organismes. Les cellules détectent la gravité à travers les mécanorécepteurs et réagissent aux changements de gravité en reconfigurant les architectures du cytosquelette et en modifiant la division cellulaire ^1,2,3. D’autres effets de la microgravité comprennent la pression hydrostatique dans les vésicules remplies de liquide, la sédimentation des organites et la convection du flux et de la chaleur^induite par la flottab....