Rycina 1 (zmodyfikowana na podstawie Zeldovich & Bakardjiev22) przedstawia istotne elementy anatomii łożyska i macicy. Rycina 2 pokazuje reprezentatywne obrazy makroskopowe i histologiczne kosmków łożyskowych, natomiast Rycina 3 przedstawia tkankę bliźniakową.
Niniejszy protokół opisuje w pierwszej kolejności pobieranie świeżej tkanki łożyska i błony błoniowej w warunkach szpitalnych lub klinicznych. Pobrana próbka stanowi mieszaninę płodowych komponentów łożyska (chorionów) oraz maciernych komponentów macicy (decidua). Po wypłukaniu buforem zawierającym antybiotyki i środki przeciwgrzybicze o szerokim spektrum działania, cała próbka jest oglądana wizualnie przy użyciu pulpitu świetlnego. Choriony i decidua są umieszczane w oddzielnych probówkach i transportowane w lodzie do laboratorium. W laboratorium wykorzystuje się mikroskop stereoskopowy, aby ocenić drobne cechy morfologiczne zdrowej tkanki. Reprezentatywne zdjęcia chorionów (Rysunek 2A) oraz tkanki decydualne (Rysunek 3A) wykonane przy użyciu stereomikroskopu z dwoma zewnętrznymi gąsiorowymi źródłami światła przedstawiono w celach referencyjnych.
Hodowle organoidów kosmkowych przygotowuje się z materiału pobranego w pierwszym trymestrze. Hodowle składają się z niewielkich terminalnych drzew kosmkowych z 2–6 gałęziami. Ważne jest, aby wypreparować gałęzie kosmkowe kończące się kolumnami trofoblastów pozakosmkowych i będące dobrze ukrwione. Cechy te objawiają się jako „puszyste” lub „rozmyte” końce gałęzi (groty strzałek) oraz blady różowo-czerwony linearny odcień przebiegający przez gałęzie drzewa po lewej stronie na Rysunku 2A. W przeciwieństwie do tego, w przypadku drzewa po prawej stronie obrazu unaczynienie i trofoblasty pozakosmkowe nie są łatwo widoczne, co czyni taki materiał nieoptymalnym do hodowli. W ciągu pierwszej doby hodowli trofoblasty pozakosmkowe migrują do macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM), kotwicząc tym samym drzewa kosmkowe w matrycy na wkładce transwell.
Hodowle organowe błony jajczulowej przygotowuje się z próbek pobranych w pierwszym i wczesnym drugim trymestrze. Cała błona śluzowa macicy przekształca się w błonę jajczulową krótko po implantacji. W szczególności decidua basalis określa śluzówkę macicy znajdującą się bezpośrednio pod łożyskiem/miejscem implantacji, decidua capsularis określa śluzówkę pokrywającą płód, a decidua parietalis odnosi się do pozostałej części błony śluzowej macicy. Obrazowanie pod mikroskopem stereoskopowym pokazuje, że próbka z wczesnego okresu ciąży składa się głównie z decidua parietalis i decidua capsularis (odpowiednio lewy i prawy fragment tkanki na Rysunku 3A). Decidua capsularis jest łatwo rozpoznawalna ze względu na swoją cienką, błoniastą strukturę. W celu przygotowania hodowli organowych decidua parietalis jest wycinana za pomocą nożyczek do mikrodissekcji na fragmenty o wielkości 3 mm3 , a przylegająca skrzepła krew jest usuwana pęsetą.
Po inkubacji przez noc tkanki są zakażane L. monocytogenes. Opisany powyżej protokół zakażania opiera się na teście ochrony z użyciem gentamycyny, stosowanym do badania wzrostu i rozprzestrzeniania się wewnątrzkomórkowego fakultatywnych bakterii wewnątrzkomórkowych16. Hodowle organów w medium bez antybiotyków inkubuje się z L. monocytogenes przez 5 hr. Hodowle płucze się sterylnym PBS, aby usunąć bakterie z medium. Następnie dodaje się gentamycynę w celu wyeliminowania organizmów pozakomórkowych. W poprzedniej literaturze z naszego laboratorium wykorzystano immunofluorescencję i mikroskopię konfokalną do określenia lokalizacji bakterii w tkankach w różnych punktach czasowych po zakażeniu2. Hodowle organów płucze się w PBS, utrwala w 4% paraformaldehydzie, a następnie albo mrozi w medium OCT i przechowuje w -80 °C, albo zatapia w parafinie i przechowuje w temperaturze pokojowej. Przekroje tkanek można barwić do analizy immunofluorescencyjnej (IF) lub immunohistochemicznej (IHC) w celu oceny lokalizacji bakterii i komórek eukariotycznych. Rysunek 2B przedstawia reprezentatywny obraz IF przekroju mrożonego przygotowanego z 8,3-tygodniowej hodowli organu kosmczego 72 hr po zakażeniu. Należy zwrócić uwagę na duże obciążenie bakteryjne (zielona fluorescencja) w EVT na końcach gałęzi kosmczych oraz względny brak bakterii w warstwie syncytiotrofoblastu wyściełającej drzewo (czerwona fluorescencja). W poprzednich badaniach wykorzystaliśmy podobne barwienie IF do lokalizacji L. monocytogenes w hodowlach organów kosmczych w różnych punktach czasowych po zakażeniu. W ciągu 72 hr zakażenie rozprzestrzeniło się z EVT do podsyncytialnych cytotrofoblastów i leżącego poniżej zrębu kosmczego. Co istotne, warstwa syncytiotrofoblastu była oporna na zakażenie2.
Reprezentatywne obrazy mikroskopu optycznego z barwieniem H&E przekrojów tkanki błony podstawnej wtopionej w parafinę, przygotowanych z próbek w 14,3 tygodniu, przedstawiono na Rysunkach 3B i 3C. Ta powlekana ECM membrana transwell została zatopiona w celu pokazania hodowli narządu in situ (Rysunek 3B). Obraz przedstawia gruczoły wyścielone nabłonkiem (gwiazdka) oraz naczynia krwionośne wyścielone śródbłonkiem (romb), rozmieszczone niejednorodnie w obrębie komórkowej macierzy podścieliska błony podstawnej. Dodatkowo, w całej macierzy podścieliska błony podstawnej występują rozproszone z różną gęstością macierzyńskie komórki odpornościowe. Barwienie IHC i IF można wykorzystać do określenia mikroanatomicznej lokalizacji bakterii w stosunku do konkretnych rezydentnych komórek odpornościowych. Przykładowo, makrofagi CD14+ (zielona fluorescencja) lokalizują się w wyściółce naczyń krwionośnych i są rozproszone w macierzy podścieliska (Rysunek 3D), podczas gdy duże agregaty L. monocytogenes (czerwona fluorescencja) obserwuje się głównie w macierzy podścieliska błony podstawnej 48 hr po zakażeniu (Rysunek 3D).
| Bufor do płukania | Medium do zbierania | Medium dla kosmków | Medium dla błony decidualnej |
| PBS | DMEM/F-12 z GlutaMAX | DMEM/F-12 z GlutaMAX | DMEM/F-12 z GlutaMAX |
| Penicylina 10 IU/ml | Fetal Bovine Serum 2,5% | Fetal Bovine Serum 20% | Fetal Bovine Serum 2,5% |
| Streptomycyna 100 μg/ml | Penicylina 100 IU/ml | Penicylina 10 IU/ml | 17β-estradiol 300 pg/ml |
| Gentamycyna 50 μg/ml | Streptomycyna 10 μg/ml | Streptomycyna 10 μg/ml | Progesteron 20 ng/ml |
| Amfoterycyna B 1,25 μg/ml | Gentamycyna 50 μg/ml | | |
| Amfoterycyna B 1,25 μg/ml | | |
Tabela 1: Składy pożywek. Składniki i stężenia niezbędne do przygotowania buforu do płukania, pożywki do zbierania, pożywki dla kosmków oraz pożywki dla błony decydualnej.

Rysunek 1. Budowa łożyska. (A) Struktura jednostki płodo-łożyskowej w macicy matki, (B) Powiększenie pola w (A) podkreśla, że kosmki łożyskowe wyścielone trofoblastem płodowym (T) są obmywane przez krew matczyną i zakotwiczone w decydue przez trofoblasty pozakosmkowe (EVT). Wewnątrz kosmków znajdują się naczynia płodowe (FV), fibroblasty oraz makrofagi płodowe. Zmodyfikowano na podstawie Zeldovicha & Bakardjiev22. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Hodowle organoidów kosmkowych – Reprezentatywne obrazy makroskopowe i mikroskopowe. (A) Dwa drzewa kosmków końcowych w 6. tygodniu wieku ciążowego, widziane pod mikroskopem stereoskopowym. Zwróć uwagę na „puszyste” końce (groty strzałek) oraz wyraźne naczynia krwionośne płodu przebiegające przez gałęzie drzewa po lewej stronie, co czyni ten fragment odpowiednim do hodowli organowej. (B) Mikroskopia immunofluorescencyjna hodowli organowej (wiek ciążowy 8,3 tygodnia) 72 h po zakażeniu Listeria monocytogenes, wykazująca duże obciążenie bakteryjne [kolor zielony] w trofoblastach pozawillowych. DAPI przedstawiono w kolorze niebieskim, a syncytiotrofoblasty βHCG+ w kolorze czerwonym. Paski skali = 1 mm (A), 250 µm (B). Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 3: Hodowla organowa błony podstawnej łożyska – Reprezentatywne obrazy makroskopowe i mikroskopowe. (A) Decidua parietalis [lewa] i decidua capsularis [prawa] w 6. tygodniu ciąży, widziane pod mikroskopem stereoskopowym. (B) H&Przebarwiony hematoksyliną i eozyną (H&E) przekrój hodowli organowej decidua parietalis z 14,3 tygodnia wieku gestacyjnego ukazuje gruczoły i naczynia krwionośne rozmieszczone niejednorodnie w obrębie zrębu decydualnego. Znaki (diament, ◆) oraz (gwiazdka, *) wskazują odpowiednio reprezentatywne naczynie i gruczoł. Brązowa linia przy dolnej krawędzi to brzeg membrany transwell. (C) H&Przekrój poddany barwieniu hematoksyliną i eozyną kultury tkankowej decidua parietalis z 14,3 tygodnia wieku ciążowej, w większym powiększeniu, ukazuje spiralne tętniczki o mięśniowej ścianie zatopione w zrębie decidualnej. Macierzyńskie komórki odpornościowe są małe, z ciemnymi, okrągłymi jądrami i są rozmieszczone nieregularnie w całej zrębie.D) Mikroskopia immunofluorescencyjna hodowli organów 48 h po zakażeniu L. monocytogenes, z zaznaczeniem dużych obszarów bakterii [czerwony] w podścielisku błony podstawnej oraz maciernego CD14+ makrofagi [zielone] wyścielające kręte naczynie oraz rozproszone w podścielisku. Paski skali = 1 mm (A), 250 µm (B), 50 µm (C i D). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.