$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Błona śluzowa jelit obejmuje pojedynczą warstwę komórek nabłonka jelitowego (IEC), leżących pod nią komórek odpornościowych blaszki właściwej oraz błony śluzowej mięśni. Oprócz swojej roli we wchłanianiu składników odżywczych, nabłonek jelitowy jest fizyczną barierą, która chroni wnętrze ciała przed bakteriami komensalnymi światła, patogenami i antygenami dietetycznymi. Ponadto komórki odpornościowe IEC i blaszka właściwa koordynują odpowiedź immunologiczną, indukując tolerancję lub odpowiedź w zależności od kontekstu i bodźców. Doniesiono, że przerwanie bariery nabłonkowej może poprzedzać wystąpienie patologicznego zapalenia błony śluzowej i przyczyniać się do nieswoistego zapalenia jelit (IBD) obejmującego zarówno wrzodziejące zapalenie jelita grubego, jak i chorobę Leśniowskiego-Crohna1,2,3,4,5,6,7. Osoby z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego wykazują nadmierną migrację przeznabłonkową (TEpM) wielojądrzastych neutrofili (PMN) tworzących ropnie krypt, co wiąże się z ciężkością choroby8,9. Chociaż upośledzona funkcja bariery nabłonkowej i nadmierna odpowiedź immunologiczna są cechami charakterystycznymi IBD, brakuje eksperymentalnych testów in vivo do przeprowadzenia ilościowych ocen przepuszczalności jelit i rekrutacji komórek odpornościowych do błony śluzowej jelit.
Najczęstsze metody używane do badania przepuszczalności nabłonka jelitowego i PMN TEpM wykorzystują metody komorowe ex vivo przy użyciu monowarstw IEC hodowanych na półprzepuszczalnych porowatych wkładkach membranowych10,11,12. Integralność bariery nabłonkowej jest monitorowana za pomocą pomiarów transnabłonkowego oporu elektrycznego (TEER) lub strumienia parakomórkowego dekstranu znakowanego izotiocyjanianem fluoresceiny (FITC) z przedziału wierzchołkowego do podstawnego13,14,15. Podobnie, PMN TEpM jest zwykle badany w odpowiedzi na chemoatraktant, który jest dodawany do dolnej komory16. PMN umieszcza się w górnej komorze, a po okresie inkubacji zbiera się i określa ilościowo PMN, które migrowały do komory podstawowej. Chociaż metody te są użyteczne, łatwe do wykonania i bardzo powtarzalne, są to oczywiście podejścia redukcjonistyczne i niekoniecznie stanowią dokładne odzwierciedlenie warunków in vivo.
U myszy powszechnym testem do badania przepuszczalności parakomórkowej jelit jest doustne zgłębnik FITC-dekstranu, a następnie pomiar wyglądu FITC-dekstranu w surowicy krwi13,17. Wadą tego testu jest to, że stanowi on ocenę ogólnej integralności bariery przewodu pokarmowego, a nie regionalnego wkładu jelitowego. Ponadto niebieski Evans jest powszechnie używany do oceny przecieku naczyniowego in vivo18, a także do oceny przepuszczalności błony śluzowej jelit u myszy i szczurów19,20,21. Oznaczanie ilościowe błękitu Evansa w błonie śluzowej jelit wymaga ekstrakcji z tkanki poprzez inkubację w formamidzie przez noc. Dlatego ta sama tkanka nie może być wykorzystana do badania przepuszczalności nabłonka jelitowego i nacieku neutrofili
.
Tutaj zwracamy uwagę na prosty protokół, który zmniejsza liczbę zwierząt potrzebnych do zbierania powtarzalnych danych na temat przepuszczalności błony śluzowej okrężnicy i migracji przeznabłonkowej leukocytów in vivo. W związku z tym zalecamy stosowanie FITC-dextrans, które są łatwo wykrywalne w surowicy krwi bez naruszania integralności pętli jelitowych, które można pobrać do dalszej analizy. Warto zauważyć, że podwiązane pętle jelitowe były używane u różnych gatunków (w tym myszy, szczurów, królików, cieląt) do badania infekcji bakteryjnych (takich jak Salmonella, Listeria monocytogenes i Escherichia coli)22,23,24,25 a także przepuszczalność jelit26; jednakże, zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, nie ma badań oceniających mechanizmy PMN TEpM w określonych regionach jelita, takich jak jelito kręte lub okrężnica, które są powszechnie zaangażowane w IBD.
Tutaj opisujemy model pętli jelitowej myszy (iLoop), który jest solidną i niezawodną metodą mikrochirurgiczną in vivo, która wykorzystuje dobrze unaczyniony i zewnętrzny odcinek jelita krętego lub bliższej okrężnicy. Model iLoop jest fizjologicznie istotny i umożliwia ocenę integralności bariery jelitowej i PMN TEpM na żywych myszach pod narkozą. Pokazujemy dwa zastosowania: 1) kwantyfikacja poziomów 4 kDa FITC-dekstranu w surowicy po podaniu doświetlnym w iLoop 2) kwantyfikacja transmigrowanego PMN w świetle iLoop po doświetlelnym wstrzyknięciu silnego chemottraktantu Leukotriene B4 (LTB4)27. Co więcej, wykorzystanie modelu iLoop z myszami Jam-a-null lub myszami z selektywną utratą JAM-A na IEC (Villin-cre; Jam-a fl/fl) w porównaniu z myszami kontrolnymi, jesteśmy w stanie potwierdzić wcześniejsze badania, które wykazały duży wkład białka JAM-A związanego z połączeniem ścisłym do przepuszczalności jelit i transmigracji neutrofili15,28,29,30,31.
Model iLoop jest wysoce funkcjonalną i fizjologiczną metodą, która może być użyta do potwierdzenia testów in vitro. Co więcej, jest to wszechstronny model eksperymentalny, który pozwala na badanie różnych odczynników, które można wstrzyknąć do światła pętli, w tym chemokin, cytokin, patogenów bakteryjnych, toksyn, przeciwciał i środków terapeutycznych.