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Artículo de método

Crecimiento de capas celulares endoteliales corneales humanas y ovinas en membranas biomateriales

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DOI:

10.3791/60762

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6 de febrero de 2020

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En este artículo

Resumen

Este protocolo describe los pasos críticos necesarios para establecer y cultivar cultivos celulares endoteliales corneales a partir de explantas de tejido humano o ovino. También se presenta un método para subculturizar células endoteliales corneales en biomateriales membranosas.

Resumen

Los cultivos de células endoteliales corneales tienden a someterse a una transición epitelial a mesenquimal (EMT) después de la pérdida del contacto entre células. La EMT es perjudicial para las células, ya que reduce su capacidad para formar una capa madura y funcional. Aquí, presentamos un método para establecer y suculcar cultivos celulares endoteliales humanos y ovinos que minimiza nalve la pérdida de contacto de célula a célula. Los explantas de la membrana del endotelio/Descemet se toman de las córneas del donante y se colocan en el cultivo de tejidos en condiciones que permiten que las células migren colectivamente a la superficie de cultivo. Una vez establecida una cultura, los explantes se transfieren a placas nuevas para iniciar nuevos cultivos. Dispase II se utiliza para levantar suavemente los grupos de células de las placas de cultivo de tejido para su subcultura. Los cultivos celulares endoteliales corneales que se han establecido utilizando este protocolo son adecuados para transferir a membranas biomateriales para producir capas celulares de ingeniería tisular para trasplante en ensayos con animales. Se describe un dispositivo hecho a medida para apoyar las membranas biomateriales durante el cultivo del tejido y se presenta un ejemplo de un injerto de ingeniería tisular compuesto por una capa de células endoteliales corneales y una capa de células estromales corneales a ambos lados de una membrana de colágeno tipo I.

Introducción

La córnea es un tejido transparente que se encuentra en la parte delantera del ojo. Se compone de tres capas principales: una capa epitelial en la superficie externa, una capa de estroma medio y una capa interna llamada endotelio corneal. El endotelio corneal es una monocapa de células que se asienta sobre una membrana del sótano llamada membrana de Descemet y mantiene la transparencia de la córnea regulando la cantidad de líquido que entra en el estroma desde el humor acuoso subyacente. El exceso de líquido dentro del estroma causa hinchazón de la córnea, opacidad y pérdida de la visión. Por lo tanto, el endotelio es vital para mantener la visión.

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Protocolo

Las córneas humanas con el consentimiento de los donantes para la investigación se obtuvieron del Banco de Ojos de Queensland y se utilizaron con la aprobación ética del Comité de ética de investigación humana del Hospital Metro Sur y del Servicio de Salud (HREC/07/QPAH/048). Las córneas de oveja se obtuvieron de animales eutanasiados en el Centro de Investigación Médica de Herston de la Universidad de Queensland bajo un acuerdo de intercambio de tejidos.

1. Preparación de herramientas de disección

  1. Esterilice dos pares de fórceps relojero número 4 empapórlos en una solución de etanol al 70% durante 5 min o autoclando.

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Resultados

El método para aislar y expandir las células endoteliales corneales de las córneas humanas u ovinas se resume en la Figura 1 y la Figura 2. La mayoría de los explantes que se derivan de las córneas de 1 a 2 años de edad ovejas o donantes humanos de menos de 30 años de edad se unirán a las placas de cultivo de tejido recubierto de Factor de Apéndice dentro de una semana, sin embargo, no es inusual encontrar que hasta un tercio de los explantas no se adhieren dent.......

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Discusión

Un desafío técnico significativo asociado con el establecimiento y la expansión de las células endoteliales corneales humanas es evitar que la EMT ocurra en los cultivos. La EMT se puede activar en las células endoteliales corneales por pérdida de contacto de célula a célula, sin embargo, la mayoría de los protocolos de cultivo celular para estas células implican disociación enzimática a células individuales durante el aislamiento y la subcultura10. Aquí presentamos un protocolo de cultivo celular.......

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Divulgaciones

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

Agradecimientos

Gracias a Noémie Gallorini por su ayuda durante la preparación de la Figura 7. Este trabajo fue apoyado por una subvención de proyecto otorgada a DH por el Consejo Nacional de Salud e Investigación Médica de Australia (Project Grant 1099922), y por fondos complementarios recibidos de la Queensland Eye Institute Foundation.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Factor de fijaciónGibcoS006100Una solución estéril 1X que contiene gelatina que se utiliza para recubrir superficies de cultivo de tejidos. Almacenar a 4 °C.
Extracto de hipófisis bovinaGibco13028014Un solo vial contiene 25 mg. Congelar en alícuotas.
Cloruro de calcioMerckC5670Disolver en HBSS para hacer una solución madre de 1 mM. Esterilizar con filtro.
Tubo centrífugo, 50 mlLabtek650.550.050
Sulfato de condroitinaLKT LaboratoriesC2960Este es el sulfato de condroitina bovino. Disolver en HBSS para hacer una solución madre de 0,08 g/mL. Filtrar, esterilizar y congelar en alícuotas.
Dispasa IIGibco17105-041Disolver en DPBS para hacer una solución madre de 2 mg/mL. Filtrar, esterilizar y congelar en alícuotas.
EtanolLabtekEA043etanol 100% sin desnaturalizar debe diluirse al 70% en agua desionizada para esterilizar instrumentos y superficies.
Suero fetalbovino GE Healthcare Australia Pty LtdSH30084.03Esta es una marca HyClone de suero fetal bovino.
Cubreobjetos n.º 1, Ø 13 mmProscitechG401-13Coloque los cubreobjetos esterilizados en placas de 24 pocillos para el cultivo de tejidos.
HBSSGibco14025-092Solución salina equilibrada de Hank, 1X, que contiene cloruro de calcio y cloruro de magnesio.
Ácido L-ascórbico 2-fosfatoMerckA8960Disolver en HBSS para hacer una solución madre de 150 mM. Esterilizar con filtro.
Cámara Micro-BoydenCNC Components Pty. Ltd.Anillo superior: QUT-0002-0006, Anillo base: QUT-0002-0007Ambos componentes están hechos de politetrafluoroetileno (PTFE).
Junta tórica para cámara micro-BoydenLudowici Sealing SolutionsRSB012Compuesto de caucho de silicona.
Opti-MEM 1 (1X) + GlutaMAX-1Gibco51985-034Un medio sérico reducido que contiene glutamina.
DPBSGibco14190-144Solución salina tamponada con fosfato de Dulbecco, 1X, sin cloruro de calcio ni cloruro de magnesio.
Pluma StrepGibco15140-122Una solución antibiótica 100X que contiene 10.000 Unidades/mL de penicilina y 10.000 µ g/mL de estreptomicina.
Placa de PetriSarstedt82.14473.001Placa de Petri estéril, 92 X 16 mm, para disecciones de tejidos.
Placa de cultivo de tejidos, 24 pocillosCorning IncorporatedCostar 3524Una placa que contiene 24 pocillos, cada uno con una superficie de 2 cm2.
Placa de cultivo de tejidos, 6 pocillosCorning IncorporatedCostar 3516Una placa que contiene 6 pocillos, cada uno con una superficie de 9 cm2.
TrypLE SelectGibco12563-011Una solución enzimática 1X para la disociación de células.
VerseneGibco15040-066Una solución 1X de EDTA para disociar células.
Pinzas de relojeroLabtekBWMF4Número 4 Las pinzas de relojero funcionan bien para extraer tiras de endotelio/membrana de Descemet de las córneas.
El

Referencias

  1. Güell, J. L., El Husseiny, M. A., Manero, F., Gris, O., Elies, D. Historical Review and Update of Surgical Treatment for Corneal Endothelial Diseases. Ophthalmology and Therapy. 3, 1-15 (2014).
  2. Tan, D. T. H., Dart, J. K. G., Holland, E. J., Kinoshita, S. Corneal transplantation. The Lancet

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