Organoidi polmonari (di polmone)

Organoidi polmonari (del polmone, delle vie respiratorie)

Le colture di organoidi polmonari sono modelli di microtessuti 3D che riproducono le caratteristiche morfologiche e funzionali delle vie respiratorie. Possono essere formati da cellule polmonari epiteliali umane primarie in MEC con fattori di crescita. Le cellule possono auto-assemblarsi per dare origine a epitelio polmonare multi-lignaggio costituito da diverse popolazioni cellulari.

Gli organoidi polmonari presentano caratteristiche specifiche delle vie respiratorie umane, quali la struttura alveolare, la secrezione di muco, il battito ciliare e la rigenerazione. Questa rilevanza biologica permette di studiare i meccanismi di riparazione/rigenerazione nel danno polmonare e delle alterazioni fenotipiche nelle malattie polmonari. Gli organoidi polmonari possono anche essere utilizzati per valutazioni di tossicità o per la sperimentazione di farmaci.

Dato che gli organoidi polmonari hanno una struttura cava, con un lume e delle cavità al loro interno, la luce li attraversa facilmente. Ciò li rende compatibili con i saggi biologici 3D e adatti per l’imaging confocale e permette la caratterizzazione quantitativa del contenuto cellulare, la valutazione delle cellule vive o morte e la loro classificazione in base a marcatori specifici.

Colture cellulari automatizzate, imaging e analisi di sistemi biologici complessi

Automazione della coltura di organoidi polmonari 3D e protocolli sperimentali

Gli organoidi polmonari possono essere coltivati e monitorati mediante flussi di lavoro automatizzati. Il sistema integrato automatizzato sotto riportato comprende il sistema ImageXpress Confocal HT.ai e il software di analisi, l’incubatore automatizzato, il manipolatore di liquidi Biomek e un dispositivo robotico. L’analisi delle immagini basata sull’apprendimento automatico permette di seguire la crescita del diametro, dell’area, della densità e del numero di oggetti. L’analisi avanzata delle immagini consente di ricostituire la struttura 3D degli organoidi e procedere all’analisi complessa di caratteristiche quali la morfologia cellulare, la vitalità e i marker di differenziamento.

Protocollo sperimentale per gli organoidi polmonari

1. Precoltura 2D - Gli organoidi polmonari 3D sono stati derivati da cellule epiteliali polmonari umane primarie ed espansi per due settimane in 2D.
2. Sviluppo di organoidi 3D - Quindi le cellule sono state seminate in cupole di Matrigel al 90% utilizzando i reagenti. Le cellule hanno formato organoidi 3D e sono state alimentate ogni due giorni per due settimane con mezzi di seeding, quindi differenziate per altre sei settimane.
3. Coltura di organoidi - Gli organoidi sono stati coltivati in diversi formati di piastra e poi trattati con composti o colorati con vari marcatori per la valutazione della morfologia e della vitalità.
4. Monitoraggio della crescita e dello sviluppo degli organoidi - La crescita e lo sviluppo degli organoidi sono stati monitorati in Matrigel utilizzando l’imaging a luce trasmessa o la colorazione di Hoechst che ha consentito di valutare le dimensioni, il volume e la complessità degli organoidi.
5. Imaging confocale e analisi 3D/IA - L’imaging confocale in combinazione con l’analisi 3D ha consentito la caratterizzazione quantitativa del contenuto cellulare, nonché il conteggio e la misurazione delle cellule con diversi fenotipi all’interno degli organoidi (conteggio delle cellule, valutazione morte-vive, punteggio delle cellule per specifici marcatori, altro). Il modello può essere utilizzato per la valutazione della tossicità di farmaci e altri composti.

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Galleria di immagini di cellule di organoidi polmonari

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Risorse per gli organoidi polmonari (del polmone)

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