Um protocolo simplificado e custo-efetivo é descrito para a co-cultura indireta de células estromais e epiteliais endometriais. Este método utiliza um andaime caseiro para lâminas de células, que compreende um anel de suporte superior adaptado para fixação em placas de cultura de células padrão de 12 poços, complementado por um suporte de lâmina de célula basal com quatro estruturas semelhantes a hastes em forma de L. Essa configuração facilita a separação das células estromais e epiteliais endometriais, permitindo sua interação por meio da troca de moléculas sinalizadoras no meio de cultura. Uma das principais vantagens dessa abordagem é a redução substancial de tempo e gastos em comparação com os sistemas de cocultura disponíveis comercialmente11. O andaime caseiro é construído com materiais prontamente disponíveis, reduzindo significativamente o custo da configuração. Além disso, seu design é simples, permitindo que os pesquisadores montem e desmontem o andaime com facilidade, economizando tempo e esforço no laboratório. Além disso, o andaime caseiro pode ser limpo e esterilizado para vários usos, tornando-o uma opção sustentável e econômica para pesquisas em andamento. Esse recurso é particularmente benéfico para estudos de longo prazo, onde resultados consistentes e confiáveis são cruciais.
As células estromais endometriais e as células epiteliais desempenham papéis fundamentais na facilitação da implantação bem-sucedida do embrião. Em condições fisiológicas, as células epiteliais endometriais e as células estromais do endométrio normalmente não têm contato direto. Pesquisas sobre decidualização de células estromais endometriais humanas provaram que as células epiteliais influenciam o processo decidual por parácrino. A proximidade das células epiteliais e estromais permite uma comunicação eficaz por meio da sinalização parácrina12. Essa interação é vital para coordenar as alterações cíclicas no endométrio, incluindo a preparação para implantação e subsequente descamação de tecido se a implantação não ocorrer11. Tanto as células epiteliais quanto as estromais expressam receptores de estrogênio e progesterona, que regulam sua proliferação, diferenciação e atividades secretoras. A interferência epitelial-estromal garante que essas respostas sejam bem coordenadas13. Assim, a complexa interferência entre essas células continua sendo uma área crítica de investigação, pois é essencial entender os intrincados processos subjacentes à receptividade endometrial e à implantação do embrião14. Apesar dos avanços significativos na biologia reprodutiva, os mecanismos detalhados de comunicação entre esses tipos de células durante a implantação ainda não estão totalmente elucidados15.
O andaime fornece uma maneira conveniente de alcançar a co-cultura de dois tipos de células aderentes. No entanto, no processo de co-cultura de longo prazo, as células da lamínula continuam a crescer e se renovar com o tempo, e as células mortas cairão e entrarão em contato com as células da camada inferior, o que pode afetar as células da camada inferior. Além disso, as sementes de células na lamínula são colocadas viradas para baixo no andaime. Não se sabe se a gravidade tem algum efeito sobre o estado das células. Nesta pesquisa, duas linhagens celulares, hESC e Ishikawa, foram usadas para demonstração. O andaime pode ser amplamente utilizado na co-cultura de dois tipos diferentes de linhagens celulares aderentes. Além disso, o andaime também pode ser usado como plataforma para outros compostos ou meios de liberação de medicamentos e como plataforma de montagem para vários dispositivos, como luminescência, aquecimento e dispositivos de eletrodo.
Aqui, apresentamos um sistema de cultura de células in vitro confiável e robusto utilizando o andaime específico, que é uma ferramenta útil e conveniente para estudar ainda mais o mecanismo molecular das interações entre células uterinas embrionárias e maternas. Além disso, caracterizamos a viabilidade do andaime estabelecido como modelo para estudos de blastocisto/trofoblasto. Este protocolo permite a construção de scaffolds adequados por impressão 3D e sua função como estrutura 3D para as plataformas de migração ou invasão em pequenos volumes (placas de 12 poços), onde diferentes fatores podem ser avaliados usando sistemas de quantificação de imagens.
O uso de linhagens celulares permite a padronização do modelo para comparar diferentes condições, algo que não é aplicável usando tecidos de vilosidades primárias frescas. No entanto, qualquer um dos componentes da linha celular pode ser substituído por cultura primária para validação. Ao incorporar as células e tecidos derivados de pacientes de interesse, o modelo proposto pode facilitar a demonstração e modelagem de diferentes doenças que são conhecidas por contribuir para a infertilidade e o fracasso da gravidez.
Etapas críticas
Em primeiro lugar, a densidade das células de Ishikawa para co-cultura deve ser limitada, aproximadamente 60%-70% de confluência. Em segundo lugar, a cobertura da lamínula com células deve ser mantida abaixada. Em terceiro lugar, a concentração de ECM deve ser inferior a 3 mg / mL para evitar a formação de um gel. Em quarto lugar, o nível líquido do meio no sistema de co-cultura deve cobrir a lamínula.
Limitações
O modelo mencionado acima compreende as células epiteliais endometriais e as células estromais; uma limitação do estudo foi o uso de células de Ishikawa de adenocarcinoma como substitutos de células epiteliais em vez de células primárias. A integração de células epiteliais primárias e estromais do mesmo paciente replicaria as condições fisiológicas do endométrio humano. Para algumas aplicações experimentais, uma possível limitação diz respeito à falta de outros tipos de células, como células endoteliais e células imunes, e não há caracterização da estrutura glandular neste modelo para avaliar o impacto interativo das glândulas endometriais em outros tipos de células endometriais. No entanto, em condições fisiológicas, as células epiteliais revelam polaridade, e esse caráter dificilmente simula condições in vitro sem um ambiente luminal uterino. As células estromais endometriais estão sob o processo decidual no ciclo menstrual 16,17. No entanto, o mecanismo molecular da decidualização permanece obscuro. Vários fatores, incluindo imunócitos e células endoteliais, podem desempenhar um papel na decidualização. Este modelo fornece uma maneira limitada de examinar a interferência indireta entre células estromais e epiteliais durante o processo decidual. Além disso, os níveis e papéis dos marcadores biológicos durante a decidualização ainda não estão claros, o que justifica uma exploração mais aprofundada