Rozwijające się tymocyty stanowią około 98 % grasicy, podczas gdy pozostałe 2% składa się z różnych komórek, które wspólnie tworzą zrąb grasicy (tj. komórki nabłonkowe, komórki dendrytyczne, makrofagi, limfocyty B, fibroblasty, komórki śródbłonka). Zewnętrzne komórki nabłonka korowego (cTEC) zapewniają imigrację komórek pro-T ze szpiku kostnego, indukcję linii komórek T w multipotencjalnych komórkach pre-T i pozytywną selekcję niedojrzałych tymocytów ograniczonych przez MHC. Wewnętrzne komórki nabłonka rdzeniastego grasicy (mTEC) są zaangażowane w indukcję tolerancji tych tymocytów o wysokim powinowactwie TCR do kompleksów autopeptydowych / MHC poprzez indukowanie selekcji negatywnej lub ich odchylenia do linii komórek regulatorowych T. W kontekście indukcji centralnej tolerancji, mTEC są wyjątkowe, ponieważ wyrażają szerokie spektrum własnych antygenów (TRA) z ograniczeniami tkankowymi, odzwierciedlając w ten sposób jaźń obwodową. Zjawisko to nazywa się promiskuityczną ekspresją genów (pGE)1,2.
Większość obecnych badań nad tym fascynującym typem komórek opiera się na izolowanych komórkach ex vivo, ponieważ różne krótkoterminowe systemy hodowli 2D niezmiennie powodowały utratę pGE i kluczowych cząsteczek regulatorowych, takich jak MHC klasy II, FoxN1 i Aire w ciągu pierwszych 2 dni3-6. Nie było jednak jasne, jakich konkretnych elementów i cech nienaruszonej siatki 3D grasicy brakowało w modelach 2D. Posada narządów grasicy (RTOC) była do tej pory jedynym systemem 3D, który umożliwia badanie rozwoju limfocytów T z jednej strony, a biologii komórek zrębu z drugiej strony w nienaruszonym mikrośrodowisku grasicy7. Jednak RTOC mają pewne ograniczenia, tj. zawierają już złożoną mieszaninę komórek, wymagają wprowadzenia komórek zrębu płodu i wytrzymują maksymalny okres hodowli wynoszący od 5 do 10 dni.
Brak redukcjonistycznych systemów hodowli in vitro utrudnił badanie kilku aspektów rozwoju limfocytów T i organogenezy grasicy, nie tylko molekularnej regulacji pGE i jej związku z biologią rozwojową mTEC.
Ze względu na bliskie pokrewieństwo struktury organizacji komórek nabłonkowych skóry i grasicy, zdecydowaliśmy się na system 3D organotypowej hodowli (OTC), który został pierwotnie opracowany w celu naśladowania różnicowania keratynocytów in vitro i stworzenia w ten sposób skórnego odpowiednika. System OTC składa się z obojętnej macierzy rusztowania pokrytej fibroblastami skóry, które są uwięzione w żelu fibrynowym, na który umieszcza siękeratynocyty 8,9. W tym przypadku zastąpiliśmy keratynocyty oczyszczonymi mTEC. Zachowując podstawowe cechy tego modelu, zoptymalizowaliśmy pewne parametry.
W przyjętym modelu OTC mTEC rozprzestrzeniały się, ulegały końcowemu różnicowaniu i zachowywały tożsamość mTEC oraz pGE, naśladując w ten sposób rozwój mTEC in vivo 10. Niniejsza uwaga techniczna zawiera szczegółowy protokół umożliwiający stopniowe ustawianie grasicy bez recepty.