Esse protocolo fornece um procedimento detalhado para gerar esferoides estáveis de ilhotas pancreáticas murinas, e métodos detalhados para coloração, limpeza e montagem 3D, adaptados ao seu pequeno tamanho.
Artigo de método
Esse protocolo fornece um procedimento detalhado para gerar esferoides estáveis de ilhotas pancreáticas murinas, e métodos detalhados para coloração, limpeza e montagem 3D, adaptados ao seu pequeno tamanho.
Esse protocolo detalha um método otimizado para a produção de pequenos esferoides estáveis, sua cultura e imagem 3D, para o estudo das interações endotelial e das células β produtoras de insulina em um modelo 3D de ilhotas pancreáticas. Os esferoides de 150-200 μm, espelhando a faixa mais baixa de tamanhos de ilhéus, foram preparados a partir de uma razão selecionada que combina 1 célula endoteliais intra-ilhota (células MS-1) para 20 células secretoras de insulina (β-TC-6). Os desafios de coloração, limpeza e montagem de pequenos esferoides e sua fixação empregando agarose de baixo ponto de fusão e a técnica de limpeza CUBIC são detalhados, assim como pontos-chave para uma análise eficiente da estrutura 3D com diferentes sondas. Os dados indicam que a NTPDASE-ectonucleotidase 3 não colocaliza com a insulina no modelo esferoide, sugerindo níveis variados de maturidade e funcionamento da β-TC6, e que o procedimento completo também pode ser aplicado a ilhéus pancreáticos isolados, com sondagem clara dos vasos intra-ilhéus. Esses achados ressaltam a eficácia do protocolo de imagem 3D em revelar a organização complexa das células pancreáticas e as interações dentro do modelo das ilhotas.
O transplante de ilhotas pancreáticas é frequentemente complicado por reação inflamatória instantânea mediada pelo sangue (IBMIR), que danifica significativamente as células endoteliais intra-ilhotas (IEC), impactando a perfusão e a função do enxerto. A longo prazo, uma massa reduzida de ilhéus funcionais e a perda de independência da insulina são descritas em pacientes, 4 anos após otransplante 1. Embora modelos de transplante de ilhotas em muros ou ratos tenham sido desenvolvidos, modelos padronizados para investigar alvos farmacológicos para o pré-condicionamento de ilhéus, de particular relevância no contexto de danos ao enxerto induzidos por citocinas pelo IBMIR, sãoinsuficientes 2. De fato, um construto esferoide é particularmente adequado para a identificação de novos alvos farmacológicos e para a avaliação de moléculas citoprotetoras contra disfunção celular induzida por citocinas. Além disso, oferece uma abordagem alternativa para limitar o uso de modelos animais de diabetes tipo 1 e transplante de ilhéus.
Encontrar a coloração adequada, a limpeza óptica e as condições de montagem para pequenos esferoides de uma faixa de tamanho de ilhota continua sendo um desafio. Na literatura, pouquíssimos estudos descrevem o manuseio de pequenos esferoides e suas principais características estruturais. A dificuldade também surge da necessidade de equilibrar a penetração dos tecidos, preservação do sinal e integridade estrutural, mantendo a natureza delicada dessas estruturas celulares 3D em miniatura. Além disso, os métodos convencionais de coloração frequentemente têm dificuldade em alcançar uma rotulagem uniforme dos esferoides. Esse problema é agravado pela organização celular densa, que pode dificultar a difusão dos reagentes devido à penetração limitada de anticorpos ecorantes 3,4. Por fim, o processo de limpeza óptica, crucial para reduzir o fundo de dispersão da luz e melhorar a profundidade de imagem, deve ser cuidadosamente otimizado para evitar perturbar a estrutura do esferoide ou alterar propriedadesbiológicas 5.
Montar pequenos esferoides para microscopia 3D apresenta outro desafio. Meios de montagem tradicionais podem não fornecer suporte adequado para essas estruturas delicadas, podendo levar à sua deformação ou colapso durante a imagem. Além disso, a correspondência do índice de refração necessária para uma qualidade de imagem ideal deve ser controlada com precisão para garantir uma visualização exata em toda a profundidade doesferoide 6,7. O desenvolvimento de protocolos adaptados a pequenos esferoides é ainda mais complicado pela diversidade de tipos celulares e condições experimentais usadas em culturasesferoides 3. Por fim, a necessidade de abordagens especializadas para manter a integridade de múltiplas populações celulares durante os processos de coloração e eliminação é fundamental para a avaliação das respostas celulares.
Para enfrentar os desafios específicos do estudo do estresse mediado por ilhotas por IBMIR, foi projetado um modelo esferoide de 2000 células, combinando IEC murino e células β secretantes de insulina, com uma proporção de 1:20 de IEC para β células semelhante à observada em ilhotas pancreáticas. Além disso, experimentos anteriores estabeleceram que a estrutura mantém a viabilidade por 96 horas, fornecendo assim um modelo 3D fisiologicamente relevante para a observação de respostas celulares induzidas por estresse curtas (em intervalo de horas) ou mais longas (dias) e sua modulação farmacológica. O modelo esferoide é constituído por células endoteliais intra-ilhotas murinas MS-1, características da microvasculatura da ilhota e células constitutivas secretoras de insulina β, β-TC-68. Foi projetado para imitar de perto a menor faixa dimensional das ilhotas pancreáticas (50-200 μm de diâmetro) e seu número médio de célula9.
Uma nova metodologia de colheita e coloração especificamente otimizada para manuseio de pequenos esferoides (150-200 μm de diâmetro) é relatada, permitindo a penetração ótima de corantes fluorescentes e anticorpos em toda a estrutura esferoide e um fundo mínimo. O protocolo incorpora um procedimento de montagem utilizando agarose de baixo ponto de fusão (LMPA) para fornecer suporte estrutural suave a esferoides delicados, permitindo ao mesmo tempo o ajuste ótimo do índice de refração. LMPA é uma forma modificada de agarose com gelificação reduzida (cerca de 27 °C) e temperatura de fusão (cerca de 65 °C) que preserva a integridade da amostra durante a incorporação e cria uma matriz opticamente clara com autofluorescênciamínima 4,6. Por fim, o método de imagem clara, sem obstruções, cérebro/corpo e análise computacional (CUBIC)10 é empregado para limpeza óptica, permitindo a visualização máxima das estruturas internas e a preservação da integridade das delicadas interaçõescélula-célula 5,6,10.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
O uso do tecido pancreático humano e todos os protocolos experimentais foram aprovados pelo Ministério do Ensino Superior e Pesquisa do governo francês (Direção-Geral de Pesquisa e Inovação, Unidade de Bioética) e registrados sob o número DC-2019-3439. O consentimento informado era obtido dos tutores legais de todos os sujeitos.
1. Preparação dos esferoides
NOTA: A linha IEC murina MS-1 e a linha celular β-pancreática murina β-TC6 foram cultivadas simultaneamente para obter uma quantidade celular suficiente para a cultura esferoide. As MS-1 foram cultivadas em frascos de células aderentes T75 em meio de alta glicose DMEM contendo 4,5 g/L de glicose, com 5% de soro bovino fetal e 1% de penicilina/estreptomicina em uma atmosfera úmida a 37 °C. As passagens foram realizadas em confluência (2 dias de cultura) após o descolamento usando Tripsina EDTA 1x e três lavagens em solução Hank Balanceada (HBSS). β-TC6 foram cultivados em T75 para células aderentes difíceis em meio DMEM de alta glicose contendo 4,5 g/L de glicose, com 15% de soro fetal bovino e 1% de penicilina/estreptomicina em uma atmosfera úmida a 37 °C. As passagens foram realizadas na confluência β-TC6 (cultura de 10 dias) após o destacamento por Tripsina EDTA 1x e 3 lavagens em solução Hank Balanceada (HBSS).
2. Colheita e coloração de esferoides
3. Preparação da solução
4. Montagem e liberação óptica
5. Imagem
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Para avaliar a eficácia da marcagem e da limpeza óptica, vários modelos foram submetidos ao mesmo protocolo e posteriormente fixados (Figura 1). Esferoides com razões de 1 IEC para 20 células β e 1 IEC para 50 células β foram cultivados de acordo com o método descrito acima. Vale notar que a proporção de 1 IEC para 20 células β aproxima-se da de uma ilhéu pancreático humano. O uso do azul de tripano para corar esferoides perturbados confirmou que eles mantêm...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Foi desenvolvido um modelo esferoide incorporando a IEC murina MS-1 e células β murinas β-TC6, imitando a estrutura tridimensional dos ilhotas pancreáticos. Este modelo é adequado para a análise da disfunção IEC induzida por estresse ao longo de 72 horas e seu impacto na viabilidade e função das células β, com relevância para pesquisas em transplante de ilhéus. Importante destacar que o esferoide constituído por células murinas era homogêneo por natureza e possuía uma linhagem endotelial...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Os autores declaram não ter conflito de interesses
Os autores devem muito a Pascal Kessler, da plataforma de imagem PICSTRA, pela assistência especializada na microscopia de disco giratório e extração dos dados brutos de rotulagem da pilha Z. Os autores desejam reconhecer o generoso presente dos ilhotas humanas purificadas do Dr. W. Bietiger, Dr. A. Langlois e Dr. K. Bouzakri, do Centro Europeu para o Estudo do Diabetes (CEED, Estrasburgo, França)
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| µ-placa 24 poços Preto ID 14 mm | IBIDI | 82426 | |
| Poço AggreWell 800 (24 poços) | StemCell | 34815 | |
| Solução de enxágue antiaderência & nbsp; | StemCell | 7010 | |
| Anticorpo anti-CD31 [P2B1] | Abcam | ab24590 | Concentração final 2.2µ g/mL |
| Anti-Integrin & beta; 1 Anticorpo, clone MB1.2 | Merck | MAB1997 | Concentração final 1,43 & micro; g/mL |
| Frasco de cultura celular, T-75, superfície, superfície : Célula+, tampa filtrante | Sarstedt | 83.3911.302 | β-TC6 cultura |
| Frasco de cultura celular, T-75, superfície: Padrão, tampa de rosca de 2 posições | Sarstedt | 83.3911.02 | Cultura MS-1 |
| Dicidrocloreto DAPI | Thermofisher, | D1306 | Concentração final 2 & micro; g/mL |
| Dimetil Sulfóxido | Sigma | D8418-250ML | |
| DMEM, glicose alta, GlutaMax e comércio; Suplemento, piruvato | Thermofischer scientific | 31966047 | |
| Dulaglutida | |||
| Dulaglutida | Lilly | Caneta Trulicity 1,5 mg | |
| Soro Fetal Bovino | Biowest | S1810-500 | |
| Glicina | Sigma | G7126-1KG | |
| Anti-Porquinho da Cabra IgG (H+L) Anticorpo Secundário Altamente Adsorbido Cruzado, Alexa Fluor & Trade; 555 | Termofischer | A21435 | Concentração final 2 & micro; g/mL |
| Anti-IgG anti-camundongo (H+L) Anticorpo Secundário altamente adsorvido cruzadamente, Alexa Fluor & trade; 488 | Termofischer | A-11029 | Concentração final 2 & micro; g/mL |
| Anticorpo secundário altamente adsorvido cruzado contra IgG de Cabra (H+L), Alexa Fluor & Trade; 633 | Termofischer | A-21071 | Concentração final 2 & micro; g/mL |
| Anticorpo Secundário Cross-Adsorbed Anti-Rat IgG (H+L) de Cabra, Alexa Fluor & Trade; 555 | Termofischer | A21434 | Concentração final 2 & micro; g/mL |
| Soro de cabra | Sigma | S26-100ML | |
| HBSS sem cálcio e cálcio magnésio & nbsp; & Vermelho de fenol | Corning | 21-022-CV | |
| Insulina (C27C9) MAb de coelho | Sinalização celular | 3014S | Concentração final 0,66 e micro; g/mL |
| Ilhéu pancreático humano isolado | Centro Europé En d'Etude du Diabete (CeeD) | Presente gentil do Dr. Karim Bouzakri. Grau clínico, isolado conforme as diretrizes. | |
| Agarose com baixa temperatura de gelificação | Merck | A9414-10G | |
| Células MS-1 | ATCC | CRL-2279 | |
| Solução de Paraformaldeído, 4% em PBS 1x | Fischer Scientific | 15670799 | |
| PBS 10x | Euromedex | ET330-A | Diluído 1x em água ultrapura de grau laboratorial |
| Penicilina-Estreptomicina | PAN Biotech | P06-07100 | |
| Anticorpos anti-camundongos anti-camundongos policlonal porquinho-da-índia | mN3-1CI4; mN3-2C(I4,I5); mN3-3C(I4,I5) | https://ectonucleotidases-ab.com/Antibodies.php | Diluição 1:1000 |
| Quadrol/N,N,N′,N′-Tetrakis(2-Hidroxipropil) etilenodiamina | Sigma | 122262-1L | |
| Disco giratório Olympus IXplore SPIN | Olympus Scientific Solutions | ||
| Sacarose para biologia molecular | Sigma | S0389-1KG | |
| Triton X-100 Grau Laboratório de Bioqualidade | Euromedex | 2000-A | |
| Tripsina/EDTA (10x) | PAN Biotech | P10-025100 | |
| Pré-adolescente-20 | Euromedex | // | |
| Ureia | Sigma | U-5128 | |
| Células β-TC6 | ATCC | CRL-11506 |
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Solicitar permissão para reutilizar o texto ou as figuras deste artigo JoVE
Solicitar permissão