Кишечные органоиды представляют собой трехмерные модели in vitro, воспроизводящие эпителий кишечника, состоящий из различных типов клеток. Эти органоиды могут быть легко установлены из взрослых стволовых клеток, выделенных из кишечных крипт1. Поскольку органоиды находятся гораздо ближе к эпителию in vivo, они приобретают все большее значение в биомедицинских исследованиях. Органоиды кишечника используются не только для анализа физиологических механизмов (например, передачи сигналов в кишечной нише 2,3 и дифференцировки клеток 4,5), но и для исследований инфекционных заболеваний 6,7. Тем не менее, выращивание поляризованных клеток в 3D, охватывающих центральный просвет, является сложной задачей, поскольку поверхность апикальной клетки оказывается недоступной в пределах органоидного просвета. Изучение различий между апикальными и базолатеральными поверхностями клеток может иметь важное значение в метаболических исследованиях, о чем свидетельствуют различияв поглощении жирных кислот 8 и исследованиях инфекционных заболеваний 9,10,11,12.
Генерация так называемых апикальных органоидов является простым вариантом решения этой проблемы. Путем удаления внеклеточного матрикса из стандартных органоидных культур (т.е. базально-исходных, встроенных в матрицу органоидов) и засеивания этих органоидов в среду, свободную от матрицы,можно индуцировать переключение полярности9.
Как мы уже писали ранее, большинство органоидов инвертируют свою полярность в течение 12 часов. Однако для получения культуры с более чем 90% апикальных органоидов требуется 48-72 ч. Несмотря на то, что они обеспечивают доступ к апикальной поверхности клетки, апикальные органоиды демонстрируют значительное снижение пролиферации после смены полярности, в то время как скорость гибели клеток увеличиваетсяв 13 раз. Фактор пролиферативной активности может представлять собой искажающую переменную в различных анализах, и его следует учитывать при планировании эксперимента.
Здесь мы представляем подробный протокол для создания кишечных апикальных органоидных культур и плавающих базальных контрольных органоидов для последующих анализов. Кроме того, мы описываем мечение 5-этинил-2'-дезоксиуридином (EdU), включенным в вновь синтезированную ДНК и таким образом маркирующим активно пролиферирующие клетки. Далее мы описываем полуавтоматический анализ скорости пролиферации органоидов с помощью программного обеспечения arivis Pro (Zeiss) путем количественного определения клеток EdU+ . Схема этого процесса представлена на рисунке 1.