$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Gli enteroidi sono strutture tridimensionali (3D) derivate da cellule staminali intestinali umane limitate all'organo 1,2. Sono costituiti interamente da linee epiteliali e contengono tutti i tipi di cellule epiteliali intestinali differenziate2. Gli enteroidi mantengono anche la polarità cellulare costituita da una superficie luminale apicale che forma un compartimento interno e una superficie basolaterale rivolta verso il mezzo circostante. Gli enteroidi sono un modello unico in quanto preservano le caratteristiche dell'ospite da cui sono stati generati3. Pertanto, gli enteroidi generati da neonati umani prematuri rappresentano un modello utile per studiare le malattie che colpiscono principalmente questa popolazione, come l'enterocolite necrotizzante (NEC).
Il modello enteroide tradizionale viene coltivato in una conformazione basolaterale-out (BO), dove l'enteroide è racchiuso in una cupola di matrice di membrana basale (BMM). BMM induce l'enteroide a mantenere una struttura 3D con la superficie basolaterale all'esterno. Gli enteroidi BO sono un modello adatto per NEC che colma il divario tra le linee cellulari umane primarie bidimensionali (2D) e i modelli animali in vivo 2,4. NEC è indotta negli enteroidi inserendo agenti patogeni come LPS o batteri nei mezzi che circondano gli enteroidi, seguita dall'esposizione a condizioni ipossiche 2,3. La sfida con il modello NEC enteroide BO è che non consente lo studio efficace delle interazioni ospite-patogeno, che si verificano sulla superficie apicale in vivo. I cambiamenti nella permeabilità intestinale sono dovuti a queste interazioni ospite-patogeno. Per comprendere meglio come la permeabilità influisce sulle basi fisiopatologiche della malattia, è necessario creare un modello che preveda il trattamento della superficie apicale.
Co et al. sono stati i primi a dimostrare che gli enteroidi BO maturi possono essere indotti a formare una conformazione apical-out (AO) rimuovendo le cupole BMM e risospendendole in media5. Questo articolo ha dimostrato che gli enteroidi AO mantenevano la corretta polarità epiteliale, contenevano tutti i tipi di cellule intestinali, sostenevano la barriera epiteliale intestinale e consentivano l'accesso alla superficie apicale5. L'utilizzo di enteroidi AO come modello NEC consente di ottenere una riproduzione fisiologica del processo patologico e lo studio delle interazioni ospite-patogeno.
Uno dei principali contributi alla fisiopatologia della NEC è l'aumento della permeabilità intestinale6. Diverse molecole sono state proposte come un modo per testare la permeabilità intestinale in vitro7. Tra questi, il giallo lucifero (LY) è un colorante idrofilo con picchi di eccitazione ed emissione a 428 nm e 540 nm, rispettivamente8. Mentre attraversa tutte le principali vie paracellulari, è stato utilizzato per valutare la permeabilità paracellulare in varie applicazioni, tra cui le barriere epiteliali emato-encefaliche e intestinali 8,9. L'applicazione tradizionale di LY utilizza cellule coltivate in monostrati su una superficie semipermeabile10. LY viene applicato sulla superficie apicale e attraversa attraverso proteine paracellulari a giunzione stretta per riunirsi sul lato basolaterale. Concentrazioni più elevate di LY nel compartimento basolaterale indicano una diminuzione delle proteine a giunzione stretta con conseguente rottura della barriera cellulare epiteliale intestinale e aumento della permeabilità10. È stato anche descritto in modelli enteroidi BO 3D in cui LY è stato aggiunto al supporto e singoli enteroidi sono stati ripresi per l'assorbimento di LY nel lume11. Sebbene ciò consenta l'analisi qualitativa tramite la visualizzazione dell'assorbimento di LY, l'analisi quantitativa è limitata. Questo protocollo delinea una tecnica unica che utilizza LY per valutare la permeabilità paracellulare utilizzando un modello enteroide NEC in vitro in enteroidi AO mantenendo l'orientamento 3D. Questo metodo può essere utilizzato per l'analisi sia qualitativa che quantitativa della permeabilità.