Warunkiem wstępnym do przeprowadzenia tego modelu kohodowli jest dobrze przeprowadzona izolacja obu typów komórek, aby zapobiec jakiemukolwiek zanieczyszczeniu krzyżowemu. Czystość obu preparatów komórkowych oceniano na podstawie ekspresji genów CYP17A1 markera specyficznego dla TC i CYP19A1 markera specyficznego dla GC . Jak wykazano wcześniej, technika izolacji GC i TC nie wykazała istotnego zanieczyszczenia krzyżowego30.
Ten model kohodowli pozwala na jednoczesną hodowlę komórek osłonki i ziarnistości po przeciwnych stronach błony, naśladując ich organizację przestrzenną w pęcherzyku i wspierając stan fizjologiczny obu populacji komórek3. Wiarygodność modelu jest wzmocniona przez jego profil produkcji hormonów i wzorce ekspresji genów, które są zgodne z hipotezą 2-komórkowej 2-gonadotropiny15. Zgodnie z oczekiwaniami, niskie poziomy estradiolu w monokulturze TC potwierdzają, że same komórki osłonki nie są w stanie syntetyzować estradiolu, co potwierdza ustaloną wiedzę na temat steroidogenezy pęcherzyków35. Pomimo wyższej ekspresji CYP19A1 w współhodowanych GC, poziomy estradiolu pozostały porównywalne z monokulturą GC, co sugeruje wpływ mechanizmów regulacyjnych, takich jak dostępność substratu, hamowanie sprzężenia zwrotnego lub różnice w aktywności enzymów. Dalsze badania nad szlakami sygnałowymi i mechanizmami leżącymi u ich podstaw są uzasadnione, jako temat przyszłych badań. Niemniej jednak konieczne jest ustanowienie funkcjonalnego systemu kohodowli TC i GC bydła, jak przedstawiono w niniejszym badaniu. Niniejsze badanie koncentrowało się na produkcji estradiolu i poziomach ekspresji mRNA CYP17A1 i CYP19A1 jako kluczowych wskaźnikach funkcjonalności modelu kohodowli. Oba reprezentują wrażliwe markery funkcji komórek ziarnistych i osłonki 4,8,36 i są bezpośrednio zgodne z hipotezą 2-komórkowej 2-gonadotropiny15. Uznając znaczenie ekspresji białka, brak wiarygodnych przeciwciał uniemożliwił jej dokładną ocenę; W związku z tym kompleksowa analiza poziomów białka wykraczała poza zakres tego wstępnego badania.
Ogólnie rzecz biorąc, model ten jest dalszym rozwinięciem tradycyjnego modelu hodowli 2D, który częściowo naśladuje strukturę pęcherzyka jajnikowego3. Wyniki potwierdzają stan fizjologiczny obu przedziałów komórkowych ujawniony przez ekspresję czułych markerów fizjologii GC i TC.
Przewagą nad tradycyjnymi modelami hodowli 2D jest ułatwienie interakcji parakrynnych między komórkami osłonki i ziarnistości przy jednoczesnym zachowaniu ich separacji przestrzennej, lepiej naśladując strukturę pęcherzyków in vivo. W przeciwieństwie do tego, systemy kohodowli na talerzu, w których TC i GC są mieszane w jednym dołku, nie mają tej organizacji strukturalnej. W badaniach z wykorzystaniem takich systemów powszechnie stosowano stosunek GC:TC 4:1 19,20,21, ale podejście to nie odzwierciedla podziału na przedziały stwierdzonego in vivo i dlatego może nie być wykonalne do analizy wymiany substratu. Co więcej, zmiany stwierdzone na poziomie komórek nie mogą być łatwo wykryte, gdy mieszanina GC-TC musi być sortowana w złożony sposób.
Trójwymiarowe modele kohodowli komórek ziarnistych i osłonki pozostają nieliczne, ale wczesne próby przyniosły obiecujące wyniki. Grupa Kotsuji 22,23,24,37 wcześniej opisała interakcję komórek ziarnistych i osłonki w hodowli przy użyciu błony kolagenowej jako fizycznego separatora. Jednak system ten opierał się na specjalnie zbudowanej membranie kolagenowej, co utrudniało powtarzalność i standaryzację. W przeciwieństwie do tego, prezentowany model kokultury korzysta z dostępnych na rynku wiszących wkładek hodowlanych, które zwiększają odtwarzalność, standaryzację i jakość produktu, zapewniając szersze zastosowanie w laboratoriach. Chociaż przedstawiony model skutkował wyższą produkcją estradiolu niż poprzednie modele, porównanie tych modeli jest trudne, ponieważ brakuje w nim jedności suplementów do hodowli komórkowych, zwłaszcza zastosowanych stężeń26 lub dodatkowego zastosowania IGF-1 22,23,24,37.
Jednym z najważniejszych etapów procedury jest hodowla TC w komorze inokulacyjnej. Upewnienie się, że komora jest bezpiecznie umieszczona na odwróconej wkładce, jest niezbędne, aby zapobiec wyciekom mediów, które w przeciwnym razie mogłyby zagrozić mocowaniu TC i przetrwaniu. Dlatego zaleca się mocne dociśnięcie komory inokulacyjnej do odwróconej wkładki za pomocą pęsety i wzrokowe sprawdzenie umieszczenia komory inokulacyjnej. Dodatkowo wyjęcie komory inokulacyjnej i odwrócenie wkładki po trzech dniach wymaga technicznej precyzji. Konieczne może być pewne szkolenie umiejętności, aby wykonać ten krok bez zakłócania i/lub uszkadzania przyczepionych komórek. Inną ważną kwestią jest gęstość wysiewu GCs. Wyższa gęstość komórek przekraczająca optymalny poziom 1,0 x 105 komórek na wkładkę może prowadzić do różnicowania GCs, potencjalnie wpływając na produkcję steroidogenną. Co więcej, przedstawiona metoda kriokonserwacji pozwoliła na uzyskanie żywotności po rozmrożeniu na poziomie 80-90% dla obu typów komórek.
Chociaż opisany model oferuje fizjologiczny i powtarzalny system do badania interakcji komórek ziarnistości i osłonki, należy wziąć pod uwagę pewne ograniczenia. Metodę można dostosować również do innych gatunków; Jednak różnice specyficzne dla gatunku mogą wymagać optymalizacji parametrów hodowli komórkowych, takich jak gęstość komórek, czas lub skład pożywki. Skalowalność tego modelu jest ograniczona do dostępności wkładek do hodowli komórkowych, ale może być wystarczająca dla większości badań efektorowych. Wreszcie, ten model kohodowli jest kolejnym krokiem w kierunku naśladowania sytuacji pęcherzyka in vivo , ale nadal brakuje mu pełnej złożoności pęcherzyka jajnikowego.
Podsumowując, prezentowany model można łatwo modyfikować w celu dostosowania do różnych potrzeb eksperymentalnych, takich jak wydłużenie okresu hodowli, dostosowanie liczby komórek lub proporcji lub włączenie dodatkowych czynników. Dzięki dalszemu rozwojowi system ten stanowi cenne narzędzie do badania funkcji pęcherzyków, steroidogenezy i sygnalizacji komórkowej między oboma przedziałami komórkowymi. Ponadto ma potencjał do zastosowań w toksykologii reprodukcyjnej, zapewniając kontrolowaną platformę do oceny wpływu różnych związków na komórki pęcherzykowe.