Culturi organotipice

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Culturile organotipice reprezintă o tehnică tridimensională de cultură a țesuturilor in vitro , utilizată în cercetarea biomedicală pentru studiul dezvoltării unui țesut, pentru teste toxicologice și farmacologice .

Modele experimentale existente

Culturile celulare au fost o metodă utilă pentru studiul patologiilor in vitro de zeci de ani. Aceste culturi au marele avantaj al manevrabilității, deoarece constau dintr-o singură linie celulară, capabilă să crească într-un singur strat într-un suport de plastic. În același timp, simplitatea lor face dificilă considerarea culturilor celulare ca un model capabil să imite un țesut sau organism complex. În plus, multe linii celulare sunt derivate din tumori, ceea ce face dificilă comparația cu țesutul normal.

Chiar și utilizarea culturilor de celule primare nu a permis depășirea problemei simplității excesive.

Modelele animale din cercetarea biomedicală au avantajul de a putea imita un organism complex, cu toate interacțiunile fiziologice ale diferitelor țesuturi, făcând necesară experimentarea pe animale pentru studiul efectelor terapeutice și toxice ale medicamentelor, înainte de a fi introduse pe piață. Dezavantajul modelelor animale este complexitatea lor excesivă, care nu permite controlul tuturor parametrilor.

În mai multe domenii ale cercetării științifice, există un interes tot mai mare în dezvoltarea de noi modele capabile să mimeze mecanismele complexe de interacțiune dintre celule care sunt observate în țesuturile complexe. În plus, industria farmaceutică are nevoie de modele complexe pentru studierea toxicologiei medicamentelor în faza preclinică.

Avantajele culturilor organotipice

Utilizarea culturilor organotipice este capabilă să reducă decalajul dintre simplitatea culturilor celulare și complexitatea excesivă a unui model animal.

Culturile oferă posibilitatea de a cultiva țesuturi animale sau umane într-un sistem in vitro, exploatate de la un donator și menținute viabile și active în condiții controlate.

Principalele avantaje sunt:

  • Simplitate: Culturile organotipice sunt menținute viabile în sisteme similare cu cele utilizate pentru culturile celulare. Cultura este păstrată într-un mediu nutritiv lichid sau solid la 37 ° C.
  • Complexitate: culturile derivă dintr-un țesut, deci sunt compuse din toate liniile celulare prezente în țesutul original și organizate în structura lor fiziologică cu toate conexiunile lor.

Culturi organotipice ale creierului

Cele mai utilizate culturi organotipice sunt cele de derivare neuronală.

Metoda „Roller-Tube”

Prima abordare a fost dezvoltată de Hogue în 1947 [1] și ulterior modificată de Costero și Pomerat în 1951 [2] când țesutul cerebral uman a fost cultivat in vitro . Tehnica s-a bazat pe includerea țesutului cerebral într-un cheag format din plasmă de pui și globulină. Această tehnică a fost descrisă în profunzime în 1981 de Gähwiler [3] folosind felii de țesut cerebral de șobolan și a fost numită Roller-Tube. Numele derivă din mișcarea de rotație cu care se menține cultura. De fapt, felia de țesut cerebral este inclusă într-un cheag, format din plasmă de pui și trombină pe o lamă, și păstrat în viață într-un mediu de cultură lichid similar cu cel utilizat pentru culturile celulare. Diapozitivul scufundat în pământ este păstrat într-o eprubetă, introdusă într-un suport care menține o mișcare de rotație (10 rotații pe oră, în articolul din 1981). Felia de țesut este păstrată în cultură timp de câteva săptămâni și mișcarea favorizează reducerea grosimii țesutului de la originalul 300-400 µm la aproximativ 50 µm [4] . Reducerea grosimii face ca țesutul să fie util pentru analiza microscopică a dezvoltării conectivității neuronale, a dezvoltării fibrelor, a structurii sinaptice și pentru electrofiziologie [5] [6] .

Metoda „interfață”

Ulterior, o metodă simplă de cultură a fost dezvoltată de Stoppini [7] și numită „interfață”. În această tehnică, feliile de țesut sunt preparate din țesut cerebral explantat de șoarece sau șobolan (hipocamp în lucrarea lui Wick) și cultivate pe o membrană semiporoasă în contact cu o cantitate mică de mediu lichid, permițând țesutului să trăiască într-o interfață aer-lichid , fără a fi cufundat niciodată. Cultura este menținută viabilă într-un incubator de celule clasic la 37 ° C, 95% umiditate și 5% dioxid de carbon .

Avantajele acestei tehnici sunt simplitatea mai mare în comparație cu "Roller-Tube" și posibilitatea de a păstra integritatea structurală a țesutului, permițând astfel recuperarea unei cantități suficiente de material biologic (ARN, proteine) pentru analize moleculare ulterioare.

Ideea din spatele acestei tehnici este posibilitatea de a observa funcționarea fiziologică a țesutului nervos in vitro, datorită posibilității ca țesutul să supraviețuiască explantat săptămâni întregi. Într-adevăr, celulele post-mortem de țesuturi ale creierului uman pot supraviețui in vitro mai mult de 70 de zile [8] .

Avantaje și dezavantaje

  • Tehnica este utilă pentru țesuturile care își păstrează structura omogenă, cum ar fi hipocampul, permițând astfel producerea feliilor cu aceeași compoziție celulară.
  • Deși hipocampul este cea mai frecvent utilizată regiune a creierului, culturile organotipice pot fi produse și din cortex, cerebel, coliculus superior și inferior [9] , striat, măduva spinării și multe alte regiuni [10] .
  • Culturile organotipice permit studierea cu ușurință a efectului substanțelor toxice și neuroprotectoare, imitând răspunsul țesutului cerebral [9] .
  • Când se studiază procesele moleculare în culturile organotipice, este complex să se recunoască contribuția diferitelor celule, deoarece țesutul este compus din mai multe tipuri de celule.
  • Unul dintre dezavantaje este utilizarea animalelor, chiar dacă acest lucru nu implică durere și suferință pentru ei ca donatori de organe.
  • Pregătirea culturilor organotipice necesită un tehnician specializat sau, în orice caz, o pregătire adecvată pentru a evita deteriorarea țesutului în timpul protocolului de pregătire.

Notă

  1. ^ (EN) Mary Jane Hogue, Celulele creierului fetal uman în culturile de țesuturi: identificarea și motilitatea lor , în Journal of Experimental Zoology, vol. 106, nr. 1, 1 octombrie 1947, pp. 85-107, DOI : 10.1002 / jez . 1401060104 . Adus la 23 februarie 2017 .
  2. ^ I. Costero și CM Pomerat, Cultivarea neuronilor din cortesul cerebral și cerebelos uman adult , în The American Journal of Anatomy , vol. 89, nr. 3, 1 noiembrie 1951, pp. 405–467, DOI : 10.1002 / aja.1000890304 . Adus la 24 februarie 2017 .
  3. ^ BH Gähwiler, Culturi organotipice monostrat de țesut nervos , în Journal of Neuroscience Methods , vol. 4, nr. 4, 1 decembrie 1981, pp. 329–342, DOI : 10.1016 / 0165-0270 (81) 90003-0 . Adus la 24 februarie 2017 .
  4. ^ B. H Gähwiler, M Capogna și D Debanne, Culturi organotipice de felii: o tehnică a ajuns la vârstă , în Trends in Neurosciences , vol. 20, nr. 10, 1 octombrie 1997, pp. 471–477, DOI : 10.1016 / S0166-2236 (97) 01122-3 . Adus la 24 februarie 2017 .
  5. ^ (EN) BH Steensen, S. Nedergaard și K. Østergaard,caracterizarea electrofiziologică a neuronilor dopaminergici și non-dopaminergici în culturi organice tipicedin mezencefalul ventral de șobolan , în Experimental Brain Research, vol. 106, nr. 2, pp. 205-214, DOI : 10.1007 / BF00241116 . Adus la 24 februarie 2017 .
  6. ^ Olivier Raineteau, Lotty Rietschin și Gérard Gradwohl, Neurogenesis in hippocampal slice cultures , în Molecular and Cellular Neuroscience , vol. 26, n. 2, 1 iunie 2004, pp. 241-250, DOI : 10.1016 / j.mcn.2004.01.003 . Adus la 24 februarie 2017 .
  7. ^ L. Stoppini, PA Buchs și D. Muller, O metodă simplă pentru culturile organotipice de țesut nervos , în Journal of Neuroscience Methods , vol. 37, n. 2, 1 aprilie 1991, pp. 173–182. Adus la 24 februarie 2017 .
  8. ^ Ronald WH Verwer, Wim TJMC Hermens și PaulaA Dijkhuizen, Celulele din feliile de țesut cerebral postmortem uman rămân în viață timp de câteva săptămâni în cultură , în revista FASEB: publicația oficială a Federației Societăților Americane de Biologie Experimentală , vol. 16, n. 1, 1 ianuarie 2002, pp. 54–60, DOI : 10.1096 / fj.01-0504com . Adus la 24 februarie 2017 .
  9. ^ a b ( EN ) Matteo Dal Ben, Cristina Bottin și Fabrizio Zanconati, Evaluarea regiunii de leziuni cerebrale selective induse de bilirubină ca bază pentru un tratament farmacologic , în Scientific Reports , vol. 7, 19 ianuarie 2017, DOI : 10.1038 / srep41032 . Adus la 24 februarie 2017 .
  10. ^ Laura Lossi, Silvia Alasia și Chiara Salio, Moartea celulară și proliferarea în felii acute și culturi organotipice ale SNC de mamifere , în Progress in Neurobiology , vol. 88, nr. 4, 1 august 2009, pp. 221–245, DOI :10.1016 / j.pneurobio.2009.01.002 . Adus la 24 februarie 2017 .
Biologie Portalul de biologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Cultures_organotypiche&oldid=106221698 ”