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Les organoïdes intestinaux récapitulent l’organisation crypte-villosité en forme d’intestin, ayant une lumière centrale comprenant des cellules mortes et des débris. La lumière est tapissée de cellules ressemblant à des villosités et de protubérances bourgeonnantes, semblables à des cryptes, abritant des cellules souches.
Différentes cellules organoïdes produisent des niveaux variables d’espèces réactives de l’oxygène, ROS - sous-produits des activités métaboliques, dont l’accumulation conduit à un stress oxydatif.
Pour visualiser le stress oxydatif dans des cellules variées, commencez par prendre une plaque multi-puits contenant des organoïdes 3D cultivés dans une matrice bas-bas. Les cellules souches organoïdes expriment une protéine de fluorescence verte ou une protéine marquée à la GFP qui aide à les distinguer pendant l’imagerie.
Complétez les puits avec de l’hydroperoxyde de tert-butyle - un inducteur de ROS - et incubez. L’inducteur active la NADPH oxydase liée à la membrane et stimule la production de ROS à l’intérieur des cellules. Les cellules souches, métaboliquement actives, produisent plus de ROS que les cellules différenciées.
Ajoutez des sondes fluorogéniques sensibles aux ROS. Ces sondes lipophiles pénètrent rapidement dans les cellules et réagissent avec les ROS pour produire une fluorescence rouge. Traitez les organoïdes avec un colorant Hoechst qui colore sélectivement les noyaux des cellules vivantes. Imagez les organoïdes à l’aide d’un microscope confocal.
Les cellules organoïdes de la périphérie avec des noyaux colorés présentent des degrés variables de fluorescence rouge, qui est élevée dans les cellules souches exprimant la GFP et faible dans les cellules différenciées. Les cellules mortes avec des niveaux intrinsèquement élevés de ROS présentent une fluorescence rouge dans la lumière.
L’intensité de la fluorescence rouge est corrélée à des niveaux variables de stress oxydatif dans différents types de cellules.
Pour visualiser le stress oxydatif par microscopie confocale, ajoutez 1 microlitre de solution mère de N-acétylcystéine dans les puits correspondants de la chambre à huit puits de la microlame recouverte d’organoïdes.
Après une incubation d’une heure, ajoutez 1 microlitre de solution mère d’hydroperoxyde de butyle Tert-butyle dans les puits correspondants et incubez pendant encore 30 minutes. Ensuite, ajoutez 1 microlitre de dilution de 1,25 millimolaire de la sonde fluorogénique par puits, suivi de 1 microlitre de solution Hoechst de 1,25 milligramme par millilitre.
Après une autre incubation de 30 minutes, retirez le milieu sans perturber le BMM et ajoutez doucement 250 microlitres de DMEM chaud sans rouge de phénol.
Imagez les organoïdes à l’aide d’un microscope confocal, équipé d’une chambre thermique et d’une alimentation en gaz qui détecte la sonde fluorogénique.
À l’aide de la commande positive, réglez l’intensité laser et le temps d’exposition du signal ROS, et vérifiez que ce signal est plus faible dans la commande négative. Ensuite, à l’aide d’un oculaire, examinez la lame pour identifier les organoïdes exprimant la GFP et ajustez l’intensité du laser.
Configurez une pile z de 25 micromètres et définissez des positions pour obtenir une image assemblée de l’organoïde entier afin d’obtenir une section des organoïdes montrant une couche de cellules.