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Les entéroïdes sont des structures tridimensionnelles (3D) dérivées de cellules souches intestinales humainesrestreintes aux organes 1,2. Ils sont entièrement constitués de lignée épithéliale et contiennent tous les types de cellules épithéliales intestinales différenciées2. Les entéroïdes maintiennent également la polarité cellulaire composée d’une surface luminale apicale formant un compartiment interne et d’une surface basolatérale faisant face au milieu environnant. Les entéroïdes sont un modèle unique en ce sens qu’ils préservent les caractéristiques de l’hôte à partir duquel ils ont été générés3. Ainsi, les entéroïdes générés à partir de nourrissons humains prématurés représentent un modèle utile pour étudier les maladies qui touchent principalement cette population, telles que l’entérocolite nécrosante (ECN).
Le modèle entéroïde traditionnel est cultivé dans une conformation basolatérale (BO), où l’entéroïde est enfermé dans un dôme de matrice membranaire basale (BMM). BMM induit l’entéroïde à maintenir une structure 3D avec la surface basolatérale à l’extérieur. Les entéroïdes BO sont un modèle approprié pour l’ECN qui comble l’écart entre les lignées cellulaires humaines primaires bidimensionnelles (2D) et les modèles animaux in vivo 2,4. L’ECN est induite chez les entéroïdes en plaçant des agents pathogènes tels que le LPS ou les bactéries dans le milieu entourant les entéroïdes, suivie d’une exposition à des conditions hypoxiques 2,3. Le défi avec le modèle NEC entéroïde BO est qu’il ne permet pas l’étude efficace des interactions hôte-pathogène, qui se produisent à la surface apicale in vivo. Les changements dans la perméabilité intestinale sont dus à ces interactions hôte-pathogène. Pour mieux comprendre comment la perméabilité affecte la base physiopathologique de la maladie, il faut créer un modèle qui implique le traitement de la surface apicale.
Co et al. ont été les premiers à démontrer que les entéroïdes BO matures peuvent être induits à former une conformation apicale-out (AO) en retirant les dômes BMM et en les remettant en suspension dans le milieu5. Cet article a démontré que les entéroïdes AO maintenaient une polarité épithéliale correcte, contenaient tous les types de cellules intestinales, maintenaient la barrière épithéliale intestinale et permettaient l’accès à la surface apicale5. L’utilisation des entéroïdes AO comme modèle NEC permet une reproduction physiologique du processus pathologique et l’étude des interactions hôte-pathogène.
L’un des principaux contributeurs à la physiopathologie de l’ECN est l’augmentation de la perméabilité intestinale6. Plusieurs molécules ont été proposées comme moyen de tester la perméabilité intestinale in vitro7. Parmi ceux-ci, le jaune de lucifer (LY) est un colorant hydrophile avec des pics d’excitation et d’émission à 428 nm et 540 nm, respectivement8. Comme il traverse toutes les principales voies paracellulaires, il a été utilisé pour évaluer la perméabilité paracellulaire dans diverses applications, y compris les barrières hémato-encéphalique et intestinale 8,9. L’application traditionnelle de LY utilise des cellules cultivées en monocouches sur une surface semi-perméable10. LY est appliqué sur la surface apicale et traverse les protéines de jonction serrée paracellulaire pour se rassembler sur le côté basolatéral. Des concentrations plus élevées de LY dans le compartiment basolatéral indiquent une diminution des protéines de jonction serrée avec une dégradation subséquente de la barrière cellulaire épithéliale intestinale et une perméabilité accrue10. Il a également été décrit dans des modèles entéroïdes BO 3D où la LY a été ajoutée au milieu et les entéroïdes individuels ont été imagés pour l’absorption de LY dans la lumière11. Bien que cela permette une analyse qualitative via la visualisation de l’absorption des LEI, l’analyse quantitative est limitée. Ce protocole décrit une technique unique qui utilise la LY pour évaluer la perméabilité paracellulaire à l’aide d’un modèle entéroïde NEC in vitro chez les entéroïdes AO tout en maintenant l’orientation 3D. Cette méthode peut être utilisée pour l’analyse qualitative et quantitative de la perméabilité.