Name: Sistemas de Modelo de Tecido Organotípico para Investigação de Interações Patógeno-Hospedeiro In Vitro (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-03-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: Aprenda a usar modelos organotípicos de tecido oral para estudar interações patógeno-hospedeiro in vitro. Este método permite avaliar respostas inflamatórias e testar terapêuticas anti-biofilme de forma controlada.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<table><tbody><tr><td>Discos de hidroxiapatita (HA) de 13 mm</td><td>Plasma Biotal Limited</td><td>n/a (feito sob encomenda)</td><td>Substrato para formação de biofilme oral, imitando a superfície do dente</td></tr><tr><td>Agulha de 19 G (40 mm)&nbsp;</td><td>VWR</td><td>613-2028</td><td>Usado para ajudar na remoção de discos HA de placas e para cortar tecido de inserções</td></tr><tr><td>Placas de microtítulo de fundo plano tratadas com TC de 24 poços com tampas&nbsp;</td><td>Suprimentos de Laboratório Científico</td><td>3524 (pacote de 100)</td><td>Placas para cultura de biofilmes e experimentos de co-cultura de tecidos</td></tr><tr><td>Contas de vidro lavadas com ácido (425-600 &mu; m)</td> <td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>G8772</td><td>Para lise de tecido para melhorar o rendimento da extração de RNA&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>Actinomyces naeslundii DSM 17233&nbsp;</td><td>Leibniz Institute DSMZ</td><td>n/a</td><td>Um dos microrganismos usados para o modelo de biofilme complexo</td></tr><tr><td>Bead Mill 24 Homogeneizador (ou equivalente)&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-340-163</td><td>Para lise de tecido para melhorar o rendimento da extração de RNA&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>Bijouxes&nbsp; (7 ml)</td><td>Greiner Bio-One</td><td>189170 (700 por saco)</td><td>Usado para sonicação de biofilme&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>kit de síntese de cDNA (alta capacidade)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>4368814 (para 200 reações)</td><td>síntese de cDNA a partir do RNA do tecido</td></tr><tr><td>Columbia Blood Agar (CBA) base&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>CM0331B (para 500 gramas)</td> <td>Usado para preparar placas CBA para cultura de microorganismos aeróbicos Sangue de</td></tr><tr><td>cavalo desfibrinado</td><td>E & O Laboratories</td><td>DHB</td><td>Usado para suplementar as placas CBA e FAA para cultura de microrganismos aeróbicos e anaeróbicos</td></tr><tr><td>Solução salina tamponada com fosfato de Dulbecco (dPBS: sem CaCl2 e MgCl2)</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>DB537</td><td>dPBS para co-cultura celular com sonicado de biofilme</td></tr><tr><td>Fusobacterium nucleatum ATCC 10953</td><td>Coleção de cultura de tipo americano</td><td>n/a</td><td>Um dos microrganismos usados para o modelo de biofilme complexo</td></tr><tr><td>Fusobacterium nucleatum subespécie (subspp.) vincentii DSM 19507</td><td>Leibniz Institute DSMZ</td><td>n/a</td><td>Um dos microrganismos usados para o modelo de biofilme complexo</td></tr><tr><td>GraphPad Prism (Versão 10)</td><td>GraphPad Software, Inc</td><td>n/a</td><td>Para criação de gráficos e análise de dados&nbsp;</td></tr><tr><td>Kit ELISA IL-8 Humano (kit ELISA não revestido com placas)</td><td>Thermo Fisher Scientific (Invitrogen)</td><td>88-8086-86 (para testes 10 x 96)</td><td>Kit ELISA e placas para avaliação de proteínas de meios de tecido gasto</td></tr><tr><td>Epitélio Oral Humano (HOE)&nbsp;</td><td>Episkin</td><td>n/a (feito sob encomenda)</td><td>O tecido epitelial utilizado para o sistema modelo de co-cultura</td></tr><tr><td>Alças de inoculação (descartáveis, 10 &micro; L, ou equivalente)&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>12870155 (pacote de 1000)</td><td>Para cultura microbiológica em meios sólidos e líquidos</td></tr><tr><td>MicroAmp Fast Reaction 96-well qPCR plates (0.1 mL)&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>4346907 (para 10 placas)</td> <td>Para o perfil de expressão gênica qPCR de</td></tr><tr><td>tecido Microbank beads</td><td>Pro-Lab Diagnostics</td><td>PL.170</td><td>Armazenamento e ciropreservação de microrganismos&nbsp;</td></tr><tr><td>Água livre de nuclease</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>AM9935 (10 x 1.5 mL)</td><td>Água de grau RT-PCR para experimentos de qPCR&nbsp;</td></tr><tr><td>Placas de Petri (90 mm)</td><td>Fisher Scientific (Sterilin)&nbsp;</td><td>11309283 (pacote de 500)</td><td>Usado para preparação de placas de ágar para cultura microbiana</td></tr><tr><td>Solução salina tamponada com fosfato (PBS)</td><td>Thermo Fisher Scientific&nbsp;</td><td>18912014 (pacote de 100 comprimidos)</td><td>PBS para padronização de microrganismos e etapas de lavagem de biofilme</td></tr><tr><td>Kit mini Rneasy</td><td>Qiagen</td><td>74106 (para 250 reações)</td><td>Kit de extração de RNA baseado em coluna para tecido&nbsp;</td></tr><tr><td>Roswell Park Memorial Institute 1640 médio</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>R7755-10L (para 10 L)&nbsp;</td><td>Meios para cultura de biofilme&nbsp;</td></tr><tr><td>Matriz de perfilador RT2</td><td>Qiagen</td><td>330171 (feito sob medida)</td><td>qPCR contendo primers prontos para perfil de expressão gênica</td></tr><tr><td>Base de ágar anaeróbia Schaedler</td><td>Merck: Sigma-Aldrich (Millipore)</td><td>91019 (para 500 g)</td><td>Usado para preparar placas de ágar anaeróbico fastdioso&nbsp;</td></tr><tr><td>Caldo anaeróbio Schaedler</td><td>Thermo Fisher Scientific&nbsp;</td><td>CM0497B (para 500 g)</td> <td>Meio líquido para crescimento de microrganismos anaeróbicos</td></tr><tr><td>Tubo de anel O de beadbug com tampa de rosca</td><td>Suprimentos de Laboratório Científico</td><td>Z763837-1000EA (pacote de 1000)</td> <td>Para uso no homogeneizador Bead Mill 24, para lisar tecidos</td></tr><tr><td>Banho de sonicação</td><td>Fisher Scientific (Fisherbrand)</td> <td>n/a</td><td>Para sonicação de biofilmes de discos HA&nbsp;</td></tr><tr><td>Streptococcus intermedius DSM 20753&nbsp;</td><td>Leibniz Institute DSMZ</td><td>n/a</td><td>Um dos microrganismos usados para o modelo de biofilme complexo</td></tr><tr><td>Streptococcus mitis NCTC 12261</td><td>Coleção Nacional de Culturas de Tipo</td><td>n/a</td><td>Um dos microrganismos usados para o modelo de biofilme complexo</td></tr><tr><td>Streptococcus oralis NTCC 11427&nbsp;</td><td>Coleção Nacional de Culturas de Tipo</td><td>n/a</td><td>Um dos microrganismos usados para o modelo de biofilme complexo</td></tr><tr><td>SYBR-green (qPCRBIO SyGreen Mix Hi-ROX)</td><td>PCR Biosystems</td><td>PB20.12</td><td>SYBR-green mix para qPCR&nbsp;</td></tr><tr><td>Caldo Todd Hewitt</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>T1438&nbsp;</td><td>Meios para cultura de biofilme&nbsp;</td></tr><tr><td>Caldo de soja triptona (TSB) meio</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>22092 (para 500 g)</td><td>Meio líquido para crescimento de microrganismos aeróbicos</td></tr><tr><td>Pinças (150 mm, Aço Inoxidável, Serrilhado)</td><td>RS-Pro&nbsp;</td><td>545-187</td><td>Usado para mover discos de HA e inserções de tecido/extratos de tecido</td></tr><tr><td>Tubos universais&nbsp; (30 ml)</td><td>Greiner Bio-One</td><td>201150 (400 por saco)</td><td>Recipientes para cultura de microrganismos em cultura líquida&nbsp;</td></tr><tr><td>Veillonella dispar NCTC 11831</td><td>Coleção Nacional de Culturas de Tipo</td><td>n/a'Um</td> <td>dos microrganismos usados para o modelo de biofilme complexo</td></tr><tr><td>&beta;-metacaptoetanol</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>M3148</td><td>Desativação de RNase em amostras de tecido</td></tr></tbody></table>

sistemas de modelo de tecido organotípico para investigação de interações patógeno-hospedeiro in vitro

Organotypic Tissue Model Systems for Investigating Host-Pathogen Interactions In Vitro

Neste experimento, o HOE foi exposto a um sonicado de biofilme de 7 espécies contendo o organismo representativo da mudança da saúde bucal para a inflamação das gengivas (conhecida como gengivite). Esta doença surge da inflamação do tecido epitelial gengival ou oral devido a perturbações microbianas do acúmulo de placa dentária na superfície do dente. Após a estimulação, o tecido e os meios gastos são utilizados para análises transcricionais e proteômicas, conforme discutido acima. Para este experimento, a expressão gênica de um painel de biomarcadores inflamatórios foi detectada no tecido pós-estimulação com sonicado de biofilme (Figura 2). Isso foi conseguido usando uma matriz de perfilador de PCR RT2 personalizada contendo 16 genes diferentes, e a expressão gênica foi mostrada como mudança de dobra em relação ao tecido não estimulado após a normalização para o gene de manutenção GAPDH. A estimulação microbiana aumentou a expressão de todos os genes, com exceção de CXCL5, com diferenças estatísticas observadas para NFKB, CCL2, CXCL1, CXCL3, CSF2, CSF3, TNF, IL1A, IL1B e TLR4 (Figura 2A). A maior mudança de dobra foi observada para CCL2, CXCL1 e CSF3, com aumentos de 16,9, 10,3 e 15,1, respectivamente (Figura 2B).
O meio HOE gasto foi utilizado para análises proteômicas para detectar proteínas produzidas e liberadas pelo tecido após a estimulação. Isso é útil para determinar se a expressão gênica se correlaciona com a produção de proteínas. Para isso, a expressão gênica de IL8 e a liberação da proteína IL-8 foram avaliadas em tecido controle e tecido estimulado por biofilme-sonicado (Figura 3). A expressão gênica foi avaliada usando qPCR à base de SYBR-green com primers para IL8 e GAPDH, conforme descrito anteriormente3. A expressão de mRNA de IL8 em HOE aumentou 8,67 vezes após estimulação com sonicado de biofilme ( Figura 3A ). No nível proteico, os níveis de IL-8 foram quantificados usando um kit ELISA de IL-8. A concentração de IL-8 no meio gasto foi aumentada de ~ 1,005 ng / mL no tecido controle para ~ 4,245 ng / mL no tecido estimulado por biofilme-sonicado ( Figura 3B ).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67487/67487fig01.jpg"> 
Figura 1: Diferentes aplicações para modelos de co-cultura de tecidos organotípicos. Suspensões padronizadas de microrganismos são aplicadas diretamente ao tecido para investigar as interações espécie-hospedeiro (A). Eles são frequentemente usados para avaliar a colonização microbiana em um curto período de tempo (por exemplo, &lt;24 h). Biofilmes complexos são sonicados para investigar os efeitos de células dispersas ou agregados de biofilme nos tecidos (B). Isso é importante, pois anteriormente foi demonstrado que essas células têm fenótipos únicos em comparação com as contrapartes planctônicas ou de biofilme; para esse fim, biofilmes intactos podem ser adicionados diretamente ao tecido usando inserções menores adicionais para criar exposição adjacente com o hospedeiro (C). Finalmente, células planctônicas são adicionadas ao tecido em meios de cultura apropriados para avaliar a colonização microbiana, a formação de biofilme e a dinâmica de crescimento no tecido (D). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67487/67487fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67487/67487fig02.jpg"> 
Figura 2: Expressão gênica do tecido HOE após estimulação com biofilme sonicado de 7 espécies. Alteração da dobra da expressão de mRNA de um total de 15 genes inflamatórios normalizados para o gene housekeeping, GAPDH, em tecido HOE em amostras controle, não estimuladas e expostas a 100 μL de sonicado de biofilme de 7 espécies (A). Os três genes (CCL2, CXCL1, CSF3) com as maiores alterações na expressão de mRNA são mostrados em (B). As análises estatísticas foram conduzidas por meio de um teste T paramétrico não pareado, com alterações significativas representadas como *p &lt; 0,05, **p &lt; 0,01 e ***p &lt; 0,001, respectivamente. Os dados foram plotados e analisados usando software estatístico e gráfico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67487/67487fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67487/67487fig03.jpg"> 
Figura 3: Expressão do gene IL8 e níveis de proteína IL-8 produzidos pelo tecido HOE. Alteração na dobra da expressão de mRNA de IL8 no tecido HOE, conforme determinado por qPCR (A) baseado em SYBR-green e níveis de proteína IL-8 quantificados a partir de meios de tecido gastos usando a metodologia ELISA (B). As análises estatísticas foram conduzidas usando um teste T não pareado paramétrico, com mudanças significativas representadas como *p &lt; 0,05 e **** p &lt; 0,0001, respectivamente. Os dados foram plotados e analisados usando software estatístico e gráfico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67487/67487fig03large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

Sistemas de Modelo de Tecido Organotípico para Investigação de Interações Patógeno-Hospedeiro In Vitro

Recapitulating the host-pathogen interface at the epithelial or mucosal barrier in vitro remains a challenging prospect for infection biologists. While ...

organotypic-tissue-model-systems-for-investigating-host-pathogen

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Imunologia e Infecção

Source: Alshehri, M. et. al., Organotypic Tissue Model Systems for Investigating Host-Pathogen Interactions In Vitro. J. Vis. Exp. (2025)This video demonstrates a co-culture model using multi-species oral biofilms and human oral epithelium. It highlights epithelial immune activation and enables the downstream analysis of host-pathogen interaction.

A Transwell Tissue Model for Studying Interactions Between Human Oral Biofilms and Epithelium

Neste vídeo, descrevemos a metodologia para configurar um sistema de cultura de órgãos intestinais ex vivo para estudar as interações entre fragmentos de tecido intestinal de camundongos e bactérias intestinais específicas. O dispositivo consiste em dois pares de portas de entrada e saída, a primeira conectando o lúmen do tecido intestinal e fornecendo a suspensão bacteriana específica a ele, e a segunda fornecendo continuamente meios aos poços do dispositivo para manter a viabilidade do tecido...

Um sistema de cultura de órgãos intestinais ex vivo para estudar as interações hospedeiro-microbiota

Embora o estudo in vitro das interações patógeno-hospedeiro permita a caracterização de respostas imunes específicas, modelos in vivo são necessários para observar os efeitos de respostas complexas. Usando a exposição a Candida albicans seguida de infecção pulmonar mediada por Pseudomonas aeruginosa, estabelecemos um modelo murino de interações microbianas envolvidas na patogenicidade da pneumonia associada à ventilação mecânica.

Estudar comunidades microbianas<em&gt; In Vivo</em&gt;: Um modelo de interação mediada por anfitrião entre<em&gt; Candida Albicans</em&gt; E<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Nas Airways

A cultura de órgãos ex vivo permite a investigação de processos biológicos no contexto da arquitetura do tecido intacto. Aqui, apresentamos um método de cultura ex vivo do cólon de camundongos, que pode ser usado para estudar a imunidade inata e a defesa antimicrobiana do hospedeiro no intestino.

o<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Órgão Cultura Colon e seu uso em Antimicrobial host Estudos de Defesa

Interações do anfitrião-micróbio de intestino foram avaliadas usando uma nova abordagem que combina uma comunidade oral sintética, em vitro digestão gastrointestinal e um modelo do epitélio do intestino delgado. Apresentamos um método que pode ser adaptado para avaliar a invasão celular dos micróbios patogénicos e biofilmes de várias espécies, ou mesmo para testar a capacidade de sobrevivência dos probióticos formulações.

Avaliação da viabilidade de um consórcio bacteriano sintético na Interface Host-micróbio em Vitro Gut

Descrevemos dois ensaios in vitro e in vivo de infecção que podem ser usados para analisar as atividades dos fatores do hospedeiro-codificação.

Usando um patógeno bacteriano para sonda para celular e organísmica-nível Host respostas

Este artigo apresenta um método único para analisar as interações hospedeiro-microbioma usando um novo sistema de cultura de órgãos intestinais para experimentos ex vivo.

Um sistema de cultura de órgãos intestinais para analisar interações hospedeira-microbiota

Aqui descrevemos a construção de um sistema básico de linhagem celular intestinal tridimensional (3D) e um protocolo de inclusão em parafina para avaliação microscópica de luz de equivalentes intestinais fixos. A coloração de proteínas selecionadas permite a análise de múltiplos parâmetros visuais de um único experimento para uso potencial em estudos pré-clínicos de triagem de drogas.

Sistema Modelo Intestinal Tridimensional Básico (3D) com um Componente Imunológico

Os enteróides estão emergindo como um novo modelo para o estudo da fisiologia e fisiopatologia tecidual, desenvolvimento de drogas e medicina regenerativa. Aqui, descrevemos um sistema de cultura 2D derivado de enteróides de células primárias bovinas que permite o co-cultivo com tipos de células teciduais relevantes. Este modelo oferece uma vantagem translacional para a modelagem de pesquisa gastrointestinal.

Geração de um Sistema de Cultura Bidimensional Monocamada Derivada de Enteróides Bovinos Primários para Aplicações em Pesquisa Biomédica Translacional

Este protocolo descreve a geração de um modelo murino baseado em organoide prostático cultivado em 2D. Inclui dissociação organoide, semeadura celular, diferenciação, avaliação da integridade epitelial e infecção in vitro com Escherichia coli uropatogênica. O modelo oferece acessibilidade apical e é adequado para estudar interações hospedeiro-patógeno, superando limitações dos sistemas organoides 3D tradicionais.

Geração de um modelo baseado em organoides prostáticos de camundongos para estudar as interações hospedeiro-patógeno

O estudo apresenta um método para investigação in vitro de infecção bacteriana utilizando organoides intestinais derivados de células-tronco teciduais. O protocolo descreve como cultivar e diferenciar organoides em duas dimensões, infectá-los com Escherichia coli invasiva aderente e avaliar leituras-chave, incluindo ruptura da barreira epitelial, imagem de infecção e resposta de RNA epitelial.

Uma cultura organoide bidimensional em extrato de invasina ou membrana basal para estudar as interações hospedeiro-bactéria

Aprenda a usar modelos organotípicos de tecido oral para estudar interações patógeno-hospedeiro in vitro. Este método permite avaliar respostas inflamatórias e testar terapêuticas anti-biofilme de forma controlada.

Sistemas de Modelo de Tecido Organotípico para Investigação de Interações Patógeno-Hospedeiro In Vitro

Explorar mais vídeos