Objetivo da técnica
As células epiteliais (ECS) nas vias aéreas estão entre os primeiros locais a serem diretamente expostos a estressores ambientais inalados, tais como patógenos, alérgenos ou poluentes atmosféricos. ECs são mais do que uma barreira estrutural: Eles agem como uma central para iniciar e regular a resposta imune respiratório 1-3 através da liberação de mediadores solúveis 4-6 ea expressão de ligantes / receptores em sua surfac 7-9. Enquanto as linhas de células imortalizadas podem ser utilizados como modelos para estudar CEs respiratórias in vitro, eles não conseguem diferenciar-se em populações de células heterogéneas compostos de ciliado polarizada e as células produtoras de muco, semelhante ao que se observa in vivo. Para recapitular características importantes do epitélio respiratório observada in vivo, os CEs das vias primárias podem ser usadas. Portanto, nosso objetivo foi otimizar o nosso método utilizando nasal ECs (CNE) obtido de voluntários humanos. Os CNE são expandidas e cultivadas in vitro, produzindo um modelo de cultura de células de CNE diferenciadas que imita muitas das características do epitélio nasal visto in vivo.
Análise racional
O uso de modelos in vitro com células endoteliais humanas primárias imitando em situação vivo - como descrito neste estudo - dá possibilidades únicas para estudar diferenças de doenças específicas de ECs, parâmetros fisiológicos associados com o epitélio das vias aéreas, ou as interações entre células endoteliais e outros tipos de células, tais como células dendríticas 10, células natural killer 11 ou macrófagos. Vários métodos existentes utilizam CEs brônquicas, que podem ser obtidas de forma invasiva por meio de biópsias da escova durante broncoscopia, ou a partir de tecido de pulmão de outra forma descartadas 12-17. Além disso, as fontes comerciais para a obtenção de culturas de células das vias respiratórias humanas epiteliais completamente diferenciadas existir (modelo EpiAirway da MatTek, Ashland, MA, Cloneticsda Lonza, Basiléia, Suíça, a partir MucilAir Epithelix Sars, Genebra Suíça), onde os investigadores podem escolher entre diferentes doadores. No entanto, por causa do conjunto limitado de células epiteliais disponíveis comercialmente, ou limitadas conjunto prescrito de parâmetros, o custo associado com a obtenção comercialmente vias respiratórias humanas primárias ECs, e o acesso limitado a tecido pulmonar ou tecido descartado biópsia brônquica humana recentemente obtida, proibir muitos investigadores da realização de estudos em ECs vias aéreas humano totalmente diferenciadas. Por isso, nos propusemos a desenvolver uma técnica que irá 1) utilizar CNE humanos não-invasiva obtidos, 2) fornecer um protocolo produzindo culturas do epitélio das vias aéreas humano diferenciado, e 3) ser reprodutível na maioria dos ambientes de laboratório com uma infra-estrutura de cultura de tecido existente.
Vantagens sobre as técnicas existentes / Modelos
Obtenção CNE frescos, em comparação com brônquica ou pequenas vias aéreas ECs, é muito menos invasivo, individuaiss pode ser biópsia várias vezes, sem efeitos colaterais significativos, e superficiais biópsias raspar nasais podem ser realizadas em populações doentes que de outra forma não se qualificariam para bronchoscopies relacionadas com a investigação. Não-invasivos biópsias raspar superficiais para obter CNE permitir que o investigador para definir especificação doador a priori, incluindo idade, sexo, estado da doença, etc, de acordo com o objetivo da pesquisa a ser realizada. Assim, ao projetar estudos de investigação investigadores não estão limitados pelos tecidos clinicamente disponíveis / amostras epiteliais, comprar modelos de cultura de células diferenciadas caros de fornecedores comerciais, ou de projeto de broncoscopia estudos invasivos. Além disso, a facilidade de obter CNE aumenta a capacidade de realizar as experiências em células a partir de doadores diferentes, o que aumenta a validação estatística dos resultados observados. Por último, o nariz é um dos primeiros locais a serem expostas a qualquer tipo de estressores transmitidas pelo ar. Assim, a geração de organotípicas emsistemas de cultura in vitro que imitam o epitélio nasal são úteis para o estudo de inalação de partículas virais, poluentes, alérgeno, ou gases, que podem ser facilmente obtidos pela utilização deste sistema de cultura de células.