Un système de culture d’organes intestinaux pour l’analyse des interactions hôte-microbiote

Shalhevet Azriel; Hadar Bootz; Alon Shemesh; Sivan Amidror; Nissan Yissachar

doi:10.3791/62779

Un abonnement JoVE est requis pour visualiser ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre période d'essai gratuite.

Article de méthode

Un système de culture d’organes intestinaux pour l’analyse des interactions hôte-microbiote

4.3K vues

⸱

DOI :

10.3791/62779

⸱

30 juin 2021

Shalhevet Azriel^*¹^,² , Hadar Bootz^*¹^,² , Alon Shemesh^*¹^,² , Sivan Amidror¹^,² , Nissan Yissachar¹^,²

¹The Goodman Faculty of Life Sciences, Bar-Ilan University, ²Bar-Ilan Institute of Nanotechnology and Advanced Materials, Bar-Ilan University

^* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Cet article présente une méthode unique d’analyse des interactions hôte-microbiome à l’aide d’un nouveau système de culture d’organes intestinaux pour des expériences ex vivo.

Résumé

La structure du tissu intestinal facilite les interactions étroites et mutualistes entre l’hôte et le microbiote intestinal. Ces pourparlers croisés sont cruciaux pour maintenir l’homéostasie locale et systémique; les modifications de la composition du microbiote intestinal (dysbiose) sont associées à un large éventail de maladies humaines. Les méthodes de dissection des interactions hôte-microbiote englobent un compromis inhérent entre la préservation de la structure physiologique des tissus (lors de l’utilisation de modèles animaux in vivo) et le niveau de contrôle des facteurs expérimentaux (comme dans les systèmes de culture cellulaire in vitro simples). Pour remédier à ce compromis, Yissachar et al. ont récemment développé un système de culture d’organes intestinaux. Le système préserve une construction naïve du tissu du côlon et des mécanismes cellulaires et il permet également un contrôle expérimental serré, facilitant les expérimentations qui ne peuvent pas être facilement effectuées in vivo. Il est optimal pour disséquer les réponses à court terme de divers composants intestinaux (tels que les éléments épithéliaux, immunologiques et neuronaux) aux perturbations luminales (y compris les microbes anaérobies ou aérobies, les échantillons de microbiote entier de souris ou d’humains, les médicaments et les métabolites). Ici, nous présentons une description détaillée d’un protocole optimisé pour la culture d’organes de plusieurs fragments intestinaux à l’aide d’un dispositif de culture intestinale sur mesure. Les réponses de l’hôte aux perturbations luminales peuvent être visualisées par coloration par immunofluorescence de coupes de tissus ou de fragments de tissus à monture entière, hybridation in situ par fluorescence (FISH) ou imagerie accélérée. Ce système prend en charge un large éventail de lectures, y compris le séquençage de nouvelle génération, la cytométrie en flux et divers tests cellulaires et biochimiques. Dans l’ensemble, ce système de culture d’organes tridimensionnel prend en charge la culture de tissus intestinaux volumineux et intacts et a de vastes applications pour l’analyse à haute résolution et la visualisation des interactions hôte-microbiote dans l’environnement intestinal local.

Introduction

L’intestin est un organe très complexe contenant un large éventail de types cellulaires (cellules épithéliales, cellules du système immunitaire, neurones, etc.) organisés dans une structure particulière qui permet aux cellules d’interagir et de communiquer entre elles et avec le contenu luminal (microbiote, nourriture, etc.) ¹. Actuellement, la boîte à outils de recherche disponible pour l’analyse des interactions hôte-microbiote comprend des cultures cellulaires in vitro et des modèles animaux in vivo ². Les modèles animaux in vivo fournissent une construction tissulaire physiologique