O epitélio estratificado dos mamíferos é a arquitetura epitelial mais complexa em todos os sistemas vivos e está frequentemente sujeito a danos e lesões. Como um tecido protetor, o epitélio estratificado evoluiu para gerar uma resposta complexa e eficaz de danos teciduais. Após a lesão, essas células devem ativar programas de plastifica de linhagem, que permitem migrar para o local lesionado e realizar o reparo1,2,3. Essa resposta multifacetada ocorre em várias etapas sequenciais que permanecem mal compreendidas.
Um grande obstáculo no estudo do intrincado processo de regeneração epitelial está na escassez de sistemas de modelos de alto rendimento que podem capturar atividades celulares dinâmicas em estágios definidos de regeneração celular. Enquanto os modelos de mouse in vivo oferecem uma visão relevante sobre a cicatrização de feridas e mais intimamente recapitulam o processo regenerativo humano, seu desenvolvimento exige esforços trabalhosos e custo significativo, limitando sua capacidade de rendimento. Existe, portanto, uma necessidade crítica de estabelecer sistemas que permitam a investigação funcional da regeneração do tecido epitelial humano em alta escala de rendimento.
Nos últimos anos, várias tentativas foram feitas para enfrentar o desafio de escalabilidade. Isso é visto através de uma grande expansão de modelos inovadores baseados em células in vitro e ex vivo que imitam de perto o contexto regenerativo in vivo. Isso inclui avanços nas culturas organ-on-chip4, esferoide5,organoide6e organotípica7. Esses sistemas baseados em células 3D oferecem vantagens únicas e apresentam limitações experimentais distintas. Até o momento, a cultura esferoide continua sendo o modelo de cultura celular 3D mais econômico e amplamente utilizado. E embora vários relatórios tenham indicado que culturas esferoides podem ser usadas para estudar características de células-tronco da pele, esses estudos têm sido conduzidos em grande parte com tecido animal8,9, ou com fibroblastos dérmicos10,sem praticamente nenhum relato caracterizando completamente as propriedades regenerativas das culturas esferoides epidérmicas humanas. Neste protocolo detalhamos o desenvolvimento funcional, a cultura e a manutenção das culturas eferóides epidérmicas de queratinócitos humanos normais (NHKc). Descrevemos igualmente a utilidade deste sistema para modelar as fases sequenciais da regeneração epidérmica e da plasticidade das células-tronco queratinócitos in vitro.