Un protocole simplifié et rentable est décrit pour la co-culture indirecte de cellules stromales et épithéliales de l’endomètre. Cette méthode utilise un échafaudage fait maison pour les lames de cellules, qui comprend un anneau de support supérieur conçu pour la fixation à des plaques de culture cellulaire standard à 12 puits, complété par un support de lame de cellule basale doté de quatre structures en forme de tige en forme de L. Cette configuration facilite la séparation des cellules stromales et épithéliales de l’endomètre tout en permettant leur interaction par l’échange de molécules de signalisation dans le milieu de culture. L’un des principaux avantages de cette approche est la réduction substantielle du temps et des dépenses par rapport aux systèmes de coculture disponibles dans le commerce11. L’échafaudage fait maison est construit à partir de matériaux facilement disponibles, ce qui réduit considérablement le coût de l’installation. De plus, sa conception est simple, ce qui permet aux chercheurs d’assembler et de démonter facilement l’échafaudage, ce qui permet d’économiser du temps et des efforts en laboratoire. De plus, l’échafaudage fait maison peut être nettoyé et stérilisé pour de multiples utilisations, ce qui en fait une option durable et économique pour la recherche en cours. Cette caractéristique est particulièrement bénéfique pour les études à long terme, où des résultats cohérents et fiables sont cruciaux.
Les cellules stromales de l’endomètre et les cellules épithéliales jouent un rôle central dans la réussite de l’implantation de l’embryon. Dans des conditions physiologiques, les cellules épithéliales de l’endomètre et les cellules stromales de l’endomètre n’ont généralement pas de contact direct. La recherche sur la décidualisation des cellules stromales de l’endomètre humain a prouvé que les cellules épithéliales influencent le processus décidual par la paracrine. La proximité des cellules épithéliales et stromales permet une communication efficace par le biais de la signalisation paracrine12. Cette interaction est essentielle pour coordonner les changements cycliques de l’endomètre, y compris la préparation à l’implantation et l’élimination ultérieure des tissus si l’implantation ne se produit pas11. Les cellules épithéliales et stromales expriment des récepteurs pour l’œstrogène et la progestérone, qui régulent leur prolifération, leur différenciation et leurs activités sécrétoires. La diaphonie épithéliale-stromale garantit que ces réponses sont bien coordonnées13. Ainsi, la diaphonie complexe entre ces cellules reste un domaine d’investigation critique, car il est essentiel de comprendre les processus complexes qui sous-tendent la réceptivité endométriale et l’implantation de l’embryon14. Malgré des progrès significatifs en biologie de la reproduction, les mécanismes détaillés de communication entre ces types de cellules lors de l’implantation ne sont pas encore entièrement élucidés15.
L’échafaudage offre un moyen pratique de réaliser la co-culture de deux types de cellules adhérentes. Cependant, dans le processus de co-culture à long terme, les cellules de lamelle continuent de croître et de se renouveler au fil du temps, et les cellules mortes tomberont et entreront en contact avec les cellules de la couche inférieure, ce qui peut avoir un impact sur les cellules de la couche inférieure. De plus, les cellules ensemencées sur la lamelle sont placées face vers le bas sur l’échafaudage. On ne sait pas si la gravité a un effet sur l’état des cellules. Dans cette recherche, deux lignées cellulaires, hESC et Ishikawa, ont été utilisées pour la démonstration. L’échafaudage peut être largement utilisé dans la co-culture de deux types différents de lignées cellulaires adhérentes. En outre, l’échafaudage peut également être utilisé comme plate-forme pour d’autres composés ou milieux de libération de médicaments et comme plate-forme de montage pour divers dispositifs tels que les dispositifs de luminescence, de chauffage et d’électrodes.
Ici, nous présentons un système de culture cellulaire in vitro fiable et robuste utilisant l’échafaudage spécifique, qui est un outil utile et pratique pour étudier davantage le mécanisme moléculaire des interactions entre les cellules utérines embryonnaires et maternelles. De plus, nous avons caractérisé la faisabilité de l’échafaudage établi comme modèle pour les études de blastocyste/trophoblaste. Ce protocole permet la construction d’échafaudages appropriés par impression 3D et leur fonction de structure 3D pour les plates-formes de migration ou d’invasion en petits volumes (plaques de 12 puits), où différents facteurs peuvent être évalués à l’aide de systèmes de quantification par imagerie.
L’utilisation de lignées cellulaires permet de standardiser le modèle pour comparer différentes conditions, ce qui n’est pas applicable avec des tissus primaires de villosités frais. Cependant, n’importe lequel des composants de la lignée cellulaire peut être remplacé par une culture primaire pour validation. En incorporant les cellules et les tissus dérivés de patients d’intérêt, le modèle proposé peut faciliter la démonstration et la modélisation de différentes maladies connues pour contribuer à l’infertilité et à l’échec de la grossesse.
Étapes critiques
Tout d’abord, la densité de cellules d’Ishikawa pour la co-culture devrait être limitée, environ 60 % à 70 % de confluence. Deuxièmement, le couvercle de lamelle avec les cellules doit être maintenu vers le bas. Troisièmement, la concentration de l’ECM doit être inférieure à 3 mg/mL pour éviter la formation d’un gel. Quatrièmement, le niveau de liquide du milieu dans le système de co-culture doit couvrir la lamelle.
Limitations
Le modèle mentionné ci-dessus comprend les cellules épithéliales de l’endomètre et les cellules stromales ; l’une des limites de l’étude était l’utilisation de cellules d’Ishikawa d’adénocarcinome comme substituts de cellules épithéliales au lieu de cellules primaires. L’intégration de cellules épithéliales et stromales primaires d’un même patient reproduirait les conditions physiologiques de l’endomètre humain. Pour certaines applications expérimentales, une limitation possible concerne l’absence d’autres types de cellules, telles que les cellules endothéliales et les cellules immunitaires, et il n’y a pas de caractérisation de la structure glandulaire dans ce modèle pour évaluer l’impact interactif des glandes endométriales sur d’autres types de cellules endométriales. Cependant, dans des conditions physiologiques, les cellules épithéliales révèlent la polarité, et ce caractère simule à peine des conditions in vitro sans un environnement luminal utérin. Les cellules stromales de l’endomètre sont sous le processus décidual dans le cycle menstruel 16,17. Cependant, le mécanisme moléculaire de la décidualisation reste incertain. Plusieurs facteurs, dont les immunocytes et les cellules endothéliales, pourraient jouer un rôle dans la décidualisation. Ce modèle fournit un moyen limité d’examiner la diaphonie indirecte entre les cellules stromales et épithéliales au cours du processus décidual. De plus, les niveaux et les rôles des marqueurs biologiques au cours de la décidualisation ne sont pas encore clairs, ce qui justifie une exploration plus approfondie