Des fibroblastes isolés du cœur humain adulte ont été cultivés jusqu’à la confluence sur des boîtes recouvertes de gélatine pour produire la matrice extracellulaire spécifique du myocarde. Après décellularisation, ce substrat peut être utilisé pour la culture et l’étude d’autres cellules cardiaques et des interactions cellule-matrice.
Le myocarde est composé de cardiomyocytes et d’un nombre encore plus important de fibroblastes, ces derniers étant responsables de la production de matrice extracellulaire. Dès les premiers stades du développement cardiaque tout au long de la vie, dans des conditions normales et pathologiques, la composition de la matrice extracellulaire change et influence la structure et la fonction du myocarde. Le but de la méthode décrite ici est d’obtenir le substrat pour la culture de cellules cardiaques in vitro (appelée ECM cardiaque), en imitant la matrice extracellulaire myocardique in vivo. À cette fin, des fibroblastes isolés du cœur humain adulte ont été cultivés jusqu’à la confluence sur des boîtes recouvertes de gélatine pour produire la matrice extracellulaire spécifique du myocarde. L’ablation ultérieure des fibroblastes cardiaques, tout en préservant l’ECM cardiaque déposée, a produit le substrat pour l’étude de l’influence de la matrice extracellulaire spécifique du myocarde sur d’autres cellules. Il est important de noter que la composition du revêtement dérivé des fibroblastes de la boîte de culture change en fonction de l’activité in vivo des fibroblastes isolés du cœur, ce qui permet d’étudier ultérieurement les interactions cellule-matrice dans différentes conditions normales et pathologiques.
Toutes les cellules sont situées in vivo dans un microenvironnement spécialisé dans lequel elles peuvent survivre et remplir leurs fonctions spécifiques. Dans un tissu donné, les cellules sont entourées d’une matrice extracellulaire composée de protéines fibrillaires et non fibrillaires, et de substances fondamentales riches en glycosaminoglycanes1. Les changements qualitatifs et quantitatifs dans le contenu de la matrice influencent la biologie cellulaire, contrôlant des processus tels que la prolifération cellulaire, l’apoptose, la migration ou la différenciation. Par conséquent, des efforts sont investis dans la recréation de ce microenvironnement pour des études in vitro de cellules de différents tissus 2,3.
Le myocarde est constitué de cardiomyocytes et d’une quantité encore plus grande de fibroblastes qui jouent un rôle essentiel dans la production et le maintien de la matrice extracellulaire dans le myocarde4. Tout au long de la vie, la composition de la matrice extracellulaire peut changer en réponse à divers facteurs normaux et pathologiques. Ces modifications de la composition de la matrice extracellulaire ont un impact significatif sur la structure et les caractéristiques biomécaniques du myocarde5. En conséquence, il devrait être avantageux pour la compréhension des interactions cellule-matrice dans le myocarde humain que le microenvironnement spécifique à différents âges ou conditions pathologiques ait été reproduit in vitro 6,7.
La méthode décrite ici vise à obtenir le substrat pour la culture de cellules cardiaques in vitro (appelée ECM cardiaque), imitant la matrice extracellulaire myocardique in vivo.
La recherche cardiovasculaire présente des défis spécifiques, notamment la difficulté d’obtenir des échantillons de donneurs vivants ou de patients et de cultiver des cellules cardiaques humaines8. La méthode présentée ici répond à ces défis en permettant l’acquisition de fibroblastes cardiaques même à partir de petits fragments bioptiques de myocarde humain et la culture in vitro de cellules cardiaques isolées sur leur matrice extracellulaire native typique du myocarde humain.
Alors que les efforts actuels se concentrent sur le développement d’échafaudages 3D de polymères synthétiques ou naturels biofartificiels qui imitent les propriétés biomécaniques du myocarde9 normal, ils négligent les interactions et la signalisation cellule-matrice qui se produisent dans des conditions normales et pathologiques. Étant donné que l’ECM cardiaque est synthétisée par des fibroblastes cardiaques dérivés du cœur humain, sa composition est déterminée par l’activité de ces cellules, qui changent en réponse à diverses conditions physiologiques et pathologiques, permettant ainsi l’étude de son influence spécifique sur la biologie des cellulescardiaques 10.
Le protocole actuel a été spécialement conçu pour le tissu cardiaque humain, mais sa base scientifique devrait également s’appliquer à d’autres organes, en particulier ceux à faible potentiel de régénération, à fibrose intense et à cicatrices influençant la structure et la fonction globales, ainsi qu’à un nombre et une taille d’échantillons limités.
Les fibroblastes isolés d’échantillons de cœur humain ont été cultivés jusqu’à la confluence pendant 21 jours pour synthétiser et déposer la matrice extracellulaire, formant une couche cohésive fermement adhérente à la surface de la plaque de culture. L’ablation ultérieure des fibroblastes cardiaques, tout en préservant l’ECM cardiaque déposée, a produit le substrat pour l’étude de l’influence de la matrice extracellulaire spécifique du myocarde sur d’autr…
The authors have nothing to disclose.
Aucun.
1 L laboratory bottle | VWR | 215-1595 | Clean and autoclave before use |
10 mL serological pipet | Falcon | 357551 | Sterile, polystyrene |
100 mm glass plate | VWR | 391-0578 | Clean and autoclave before use |
100 mm plates | Falcon | 351029 | Treated, sterile cell culture dish |
15 mL sterile tubes | Falcon | 352097 | Centrifuge sterile tubes, polypropylene |
22 mm x 22 mm cover glasses | VWR | 631-1570 | Autoclave before use |
25 mL serological pipet | Falcon | 357525 | Sterile, polystyrene |
250 mL laboratory bottle | VWR | 215-1593 | Clean and autoclave before use |
35 mm plates | Falcon | 353001 | Treated, sterile cell culture dish |
5 mL serological pipet | Falcon | 357543 | Sterile, polystyrene |
50 mL sterile tubes | Falcon | 352098 | Centrifuge sterile tubes, polypropylene |
500 mL laboratory bottle | VWR | 215-1594 | Clean and autoclave before use |
60 mm plates | Falcon | 353004 | Treated, sterile cell culture dish |
Ammonium hydroxide (NH4OH) | Sigma- Aldrich | 338818 | Liquid |
Disposable scalpels | VWR | 233-5526 | Sterile and disposable |
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Sigma- Aldrich | D6429-500ml | Store at 2-8 °C; avoid exposure to light |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Sigma- Aldrich | F9665-500ml | Store at -20 °C. The serum should be aliquoted into smaller working volumes |
Fine forceps | VWR | 232-1317 | Clean and autoclave before use |
Gelatin from porcine skin | Sigma- Aldrich | G1890-100G | Commercial Powder |
Hank's Balanced Salt Solution (HBSS) | Sigma- Aldrich | H1387-1L | Powder |
Large surgical scissors | VWR | 233-1211 | Clean and autoclave before use |
Microdissecting scissors | Sigma- Aldrich | S3146 | Clean and autoclave before use |
Penicillin and Streptomycin | Sigma- Aldrich | P4333-100ml | Store at -20°C. The solution should be aliquoted into smaller working volumes |
Potassium Chloride | Sigma- Aldrich | P9333 | Powder |
Potassium Phosphate Monobasic | Sigma- Aldrich | P5665 | Powder |
Sodium Chloride | Sigma- Aldrich | S7653 | Powder |
Sodium Phosphate Dibasic | Sigma- Aldrich | 94046 | Powder |
Stericup Filters | Millipore | S2GPU05RE | Sterile and disposable 0.22 mm filter membranes |
Triton X-100 | Sigma- Aldrich | 9002-93-1 | Liquid |
Trypsin-EDTA | Sigma- Aldrich | T4049-100ml | Store at -20 °C. It should be aliquoted into smaller working volumes |