Organoidy jelitowe to trójwymiarowe modele in vitro rekapitulujące nabłonek jelitowy składający się z różnych typów komórek. Te organoidy można łatwo ustalić z dorosłych komórek macierzystych wyizolowanych z krypt jelitowych1. Ponieważ organoidy są znacznie bliższe nabłonkowi in vivo, stają się coraz ważniejsze w badaniach biomedycznych. Organoidy jelitowe są wykorzystywane nie tylko do analizy mechanizmów fizjologicznych (np. sygnalizacja niszy jelitowej2,3 i różnicowanie komórek4,5), ale także do badań nad chorobami zakaźnymi6,7. Jednak hodowla spolaryzowanych komórek w 3D otaczających centralne światło jest wyzwaniem, ponieważ powierzchnia komórki wierzchołkowej staje się niedostępna w świetle organoidu. Badanie różnic między wierzchołkowymi i podstawno-bocznymi powierzchniami komórek może być ważne w badaniach metabolicznych, czego przykładem są różnice w wychwytywaniu kwasów tłuszczowych8 i infectious disease research9,10,11,12.
Generowanie tak zwanych organoidów wierzchołkowych jest łatwą opcją na pokonanie tego problemu. Usuwając macierz zewnątrzkomórkową ze standardowych kultur organoidów (tj. organoidów osadzonych w macierzy) i umieszczając te organoidy w pożywce wolnej od matrycy, można wywołać zmianę polaryzacji9.
Jak już wcześniej pisaliśmy, większość organoidów odwraca swoją polaryzację w ciągu 12 godzin. Jednak uzyskanie kultury zawierającej ponad 90% organoidów wierzchołkowych zajmuje 48-72 godziny. Pomimo swojej zalety polegającej na umożliwieniu dostępu do powierzchni komórki wierzchołkowej, organoidy wierzchołkowe wykazują znacznie zmniejszoną proliferację po odwróceniu polaryzacji, podczas gdy tempo śmierci komórki wzrasta13. Czynnik aktywności proliferacyjnej może stanowić zmienną zakłócającą w różnych analizach i należy go pamiętać podczas projektowania eksperymentu.
Tutaj prezentujemy szczegółowy protokół tworzenia wierzchołkowych kultur organoidowych i pływających organoidów kontrolnych bazalnych do dalszych analiz. Ponadto opisujemy znakowanie 5-etynylo-2'-deoksyurydyną (EdU), włączoną do nowo zsyntetyzowanego DNA, a tym samym oznaczającą aktywnie proliferujące komórki. Dalej opisujemy półautomatyczną analizę obrazu tempa proliferacji organoidów za pomocą oprogramowania arivis Pro (Zeiss) poprzez kwantyfikację komórek EdU+. Schemat tego procesu jest przedstawiony w Rysunek 1.