Étude des effets épithéliaux de l’inflammation intestinale in vitro sur les colonoïdes murins établis
2 juin 2023
Nous décrivons un protocole détaillant l’isolement des cryptes coliques murines pour le développement de colonoïdes en 3 dimensions. Les colonoïdes établis peuvent ensuite être différenciés en phase terminale pour refléter la composition cellulaire de l’épithélium hôte avant de recevoir un défi inflammatoire ou d’être dirigés vers l’établissement d’une monocouche épithéliale.
Grâce à nos recherches, nous visons à explorer comment les colonoïdes murins pourraient être modifiés à partir d’un système de culture colonoïde conventionnel, pour étudier certains aspects de la physiologie intestinale et leur altération en présence d’un état pathologique enflammé. L’étude de la fonction barrière et de la physiologie intestinale dans des états pathologiques tels que la maladie inflammatoire de l’intestin est limitée lors de l’utilisation d’un système traditionnel de culture de colonoïdes murins qui ne reflète que la physiologie des cellules souches. Notre protocole est avantageux en ce sens qu’il fournit au lecteur de multiples techniques pour étudier comment les médiateurs inflammatoires affectent l’épithélium intestinal, soit en les différenciant en phase terminale, soit en créant un système monocouche 2D.
À l’avenir, notre laboratoire se concentrera sur la compréhension de la façon dont le système de culture de colonoïdes humains peut être modifié pour étudier différents aspects de la physiologie intestinale et des maladies, en particulier les maladies inflammatoires de l’intestin.
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Aperçu
Cette étude présente un protocole d'isolement de cryptes coliques murines afin de développer des colonoïdes tridimensionnels, pouvant être différenciés pour imiter l'épithélium intestinal. Cette approche permet d'étudier la physiologie intestinale et la fonction de barrière dans des états pathologiques, notamment la maladie inflammatoire de l'intestin.
Composantes clés de l'étude
Domaine de recherche
- Physiologie intestinale
- Systèmes de culture de colonoïdes
- Maladie inflammatoire de l'intestin
Contexte
- Les cultures traditionnelles de colonoïdes reflètent uniquement la physiologie des cellules souches.
- Limites des études concernant la compréhension des réponses inflammatoires dans l'épithélium intestinal.
- Nécessité de modèles avancés pour simuler les conditions pathologiques.
Méthodes utilisées
- Isolation de cryptes coliques murines et développement de colonoïdes.
- Différenciation terminale pour modéliser l'épithélium hôte.
- Mise en place d'un système en monocouche 2D pour des études détaillées des fonctions barrières.
Résultats principaux
- Création réussie de colonoïdes ressemblant à l'épithélium intestinal.
- Mise en évidence des effets des médiateurs inflammatoires sur l'intégrité épithéliale.
- Mise à disposition d'une nouvelle plateforme pour l'étude de la maladie inflammatoire de l'intestin.
Conclusions
- Le protocole permet une modélisation plus précise des réponses inflammatoires dans l'intestin.
- Des implications importantes pour la compréhension et le traitement des maladies intestinales.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La modélisation des réponses épithéliales intestinales à l'inflammation est essentielle pour réduire les risques lors de la découverte précoce de thérapeutiques contre les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Les systèmes de colonoïdes murins et de monocouches en 2D décrits permettent une interrogation directe de la fonction barrière et de la physiologie épithéliale dans des conditions pertinentes pour la maladie. Cette approche renforce la confiance prédictive dans la validation des cibles et oriente la continuité translationnelle des portefeuilles thérapeutiques gastro-intestinaux.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet l'analyse mécanistique de la rupture de la barrière épithéliale, un phénomène pertinent pour la pathogenèse de la maladie inflammatoire de l'intestin (IBD).
- Permet la validation fonctionnelle de cibles en modélisant les effets des médiateurs inflammatoires sur les cellules épithéliales différenciées.
- Facilite la détection biologique des risques en distinguant les réponses des cellules souches de celles des cellules terminalement différenciées.
Développement de tests et criblage
- Offre une plateforme pour l'évaluation quantitative de la fonction barrière en réponse à des stimuli inflammatoires.
- Permet la préparation de systèmes monosouches bidimensionnels standardisés pour le criblage reproductible de composés.
- Facilite le développement de tests pour évaluer les interventions thérapeutiques sur l'intégrité épithéliale.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne les résultats obtenus in vitro avec les réponses épithéliales pertinentes pour la maladie observées dans la MII.
- Assure une continuité entre les études mécanistiques exploratoires et la validation préclinique de thérapies modulant la barrière intestinale.
- Facilite les décisions d'avancement ajustées au risque en modélisant des caractéristiques humaines de la maladie dans des systèmes murins.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce protocole fait le lien entre la découverte précoce et la recherche préclinique en permettant des tests fondés sur des hypothèses concernant la fonction de la barrière épithéliale et les réponses inflammatoires dans un environnement in vitro contrôlé.
- Découverte en biologie : Soutient la vérification d'hypothèses sur l'impact des médiateurs inflammatoires sur la physiologie épithéliale.
- Écrans : Fournit des lectures reproductibles et quantitatives de l'intégrité de la barrière pour l'évaluation de composés.
- Analytique : Permet la mesure de la confluence épithéliale et de la fonction barrière dans des conditions définies.
- Recherche translationnelle : Modélise des modifications épithéliales pertinentes pour les maladies afin d'aligner des biomarqueurs en préclinique.
- Réutilisation en entreprise : Met en place une plateforme réutilisable, adaptable à divers contextes inflammatoires et thérapeutiques.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans la validation des cibles épithéliales et l'atténuation des risques mécanistiques.
- Valeur opérationnelle : Standardise la modélisation in vitro de l'inflammation intestinale pour une reproductibilité et une évolutivité accrues.
- Valeur stratégique : Informe les décisions go/no-go en fournissant des lectures fonctionnelles pertinentes pour la maladie.
- Impact du portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des candidats thérapeutiques pour les MICI et les affections gastro-intestinales.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en culture d'organoïdes et en biologie des cellules épithéliales.
- Requiert un accès à des inserts spécialisés pour culture cellulaire et à des instruments analytiques pour l'évaluation de la barrière.
- Exige une standardisation interéquipes des traitements par médiateurs inflammatoires et des protocoles de lecture.
- Adaptable à différents systèmes de colonoïdes murins ou potentiellement humains, moyennant une optimisation du protocole.
- Les limites incluent une divergence potentielle par rapport aux réponses épithéliales in vivo et des contraintes de reproductibilité à grande échelle pour le criblage à haut débit.
