Darmorganoïden zijn driedimensionale in vitro modellen die het darmepitheel recapituleren dat bestaat uit verschillende celtypen. Deze organoïden kunnen gemakkelijk worden vastgesteld uit volwassen stamcellen die zijn geïsoleerd uit darmcrypten1. Omdat organoïden veel dichter bij het in vivo epitheel staan, worden ze steeds belangrijker in biomedisch onderzoek. Organoïden van de darm worden niet alleen gebruikt voor de analyse van fysiologische mechanismen (bijv. darmniche signalering 2,3 en celdifferentiatie 4,5) maar ook voor onderzoek naar infectieziekten 6,7. Het kweken van gepolariseerde cellen in 3D die een centraal lumen omsluiten, is echter een uitdaging, omdat het apicale celoppervlak ontoegankelijk wordt binnen het organoïde lumen. Het onderzoeken van de verschillen tussen apicale en basolaterale celoppervlakken kan belangrijk zijn in metabole studies, zoals geïllustreerd door verschillen in vetzuuropname8 en onderzoek naar infectieziekten 9,10,11,12.
Het genereren van zogenaamde apical-out organoïden is een gemakkelijke optie om dit probleem op te lossen. Door de extracellulaire matrix uit standaard organoïdeculturen (d.w.z. basale, in de matrix ingebedde organoïden) te verwijderen en deze organoïden in een matrixvrij medium te zaaien, kan een polariteitswisseling worden geïnduceerd9.
Zoals we eerder hebben gepubliceerd, keren de meeste organoïden hun polariteit binnen 12 uur om. Het duurt echter 48-72 uur om een cultuur te verkrijgen met meer dan 90% apicale organoïden. Ondanks hun voordeel dat ze toegang tot het apicale celoppervlak mogelijk maken, vertonen apicale organoïden een significant verminderde proliferatie na omkering van de polariteit, terwijl de celdoodsnelheid toeneemt13. De factor van proliferatieve activiteit kan een verstorende variabele zijn in verschillende analyses en moet in gedachten worden gehouden bij het ontwerpen van een experiment.
Hier presenteren we een gedetailleerd protocol voor het opzetten van intestinale apical-out organoïdeculturen en drijvende basale controleorganoïden voor stroomafwaartse analyses. Verder beschrijven we labeling met 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU), opgenomen in nieuw gesynthetiseerd DNA en zo actief prolifererende cellen markeren. Verder beschrijven we de halfautomatische beeldanalyse van de proliferatiesnelheid van de organoïden met behulp van de software arivis Pro (Zeiss) door kwantificering van EdU+ cellen. Een schema van het proces wordt geschetst in figuur 1.