Análisis de Desarrollo del diente Germ Inervación Uso de dispositivos de microfluidos Co-cultura

Inervación juega un papel clave en el desarrollo, la homeostasis y la regeneración de órganos y tejidos ^1,2. Además, la inervación está implicado en la regulación de la proliferación de células madre, la movilización y diferenciación ^{3 – 5 de.} De hecho, estudios recientes realizados en los tejidos del complejo orofacial han demostrado que los nervios parasimpáticos son necesarios para la función de las células progenitoras epiteliales durante el desarrollo y la regeneración de la glándulas salivales ^6,7. Del mismo modo, se ha demostrado que la inervación es necesaria para el desarrollo y mantenimiento de las papilas gustativas ^8-11. Por lo tanto, es importante analizar los papeles todavía descuidados de la inervación en el desarrollo de otros órganos y tejidos orofaciales importantes tales como dientes.

A pesar de la rica inervación de los dientes adultos, y en contraste con todos los demás órganos y tejidos del cuerpo, Develode ping dientes comienzan a ser inervado en las etapas postnatales tempranas. Los dientes se desarrollan como resultado de las interacciones secuenciales y recíproca entre el ectodermo oral y craneal mesénquima derivadas de la cresta neural. Estas interacciones dan lugar a ameloblastos epiteliales derivadas de mesénquima y odontoblastos derivados que son responsables de la formación del esmalte y la dentina, respectivamente ^12. Los nervios sensoriales de los ganglios del trigémino y los nervios simpáticos de los ganglios cervicales superiores inervan los dientes adultos ^13-15. Durante la embriogénesis, las fibras nerviosas que emana del proyecto ganglios del trigémino hacia los gérmenes dentales en desarrollo y progresivamente los rodean, pero que no penetran en el mesénquima papila dental ^13. Las fibras nerviosas entran en el mesénquima de pasta dental en las etapas de desarrollo más avanzados que se correlacionan con la diferenciación de odontoblastos y la matriz de dentina deposición ^16. Inervación pulpa dental es complETED poco después de la erupción del diente en la cavidad oral ^13. Estudios anteriores han revelado que varios semaforinas y las neurotrofinas están implicadas en la regulación de la inervación durante odontogenesis ^16-19. Estudios anteriores han demostrado claramente que la inervación es un requisito previo para la formación de los dientes en los peces ^20. Estudios más recientes han demostrado que la homeostasis de las células madre mesenquimales dental en incisivos ratón está regulada por los nervios sensoriales a través de la secreción de sonic hedgehog (Shh) ^21. Sin embargo, el papel de la inervación en diente de iniciación, el desarrollo y la regeneración es todavía muy controvertido en mamíferos ^22-24.

Una gran cantidad de estudios in vivo han proporcionado información importante acerca de los patrones de inervación de los tejidos dentales durante los procesos de desarrollo y reparación de diversos modelos animales ^13,25,26. Sin embargo, la mayoría de estos APPROdolores no son óptimas para resaltar las bases moleculares de las interacciones entre las fibras nerviosas y órganos diana y tejidos. Co-culturas constituyen un valioso método para investigar y manipular las interacciones entre las fibras nerviosas y los dientes en un ambiente controlado y aislado ^26-29. Al mismo tiempo, co-cultivo está sujeto a diversos ajustes técnicos. Por ejemplo, los nervios y los tejidos dentales específicos (por ejemplo, la pulpa dental, folículo dental, epitelio dental) a menudo requieren diferentes medios de cultivo con el fin de garantizar la supervivencia del tejido durante largos períodos de tiempo ^30-32.

En las últimas décadas, se han realizado co-cultivos convencionales utilizando el mismo medio de cultivo durante períodos muy cortos (por ejemplo, dos días) para investigar los efectos de atracción o repulsión de desarrollar tejidos bucales y dentales en las fibras nerviosas sensoriales ^27-29.Sin embargo, se requiere la extensión del período de cultivo para investigar los efectos de la inervación de la morfogénesis y dientes citodiferenciación, y para estudiar la dinámica de las fibras nerviosas se ramifican en los órganos diana. Por lo tanto, co-cultivos no contiguos serían más adecuados para llevar a cabo estudios sobre neuronales dental tejidos interacciones.

Sistemas de microfluidos permiten co-cultivos de neuronas y diferentes tipos de células en su medio de cultivo apropiado. En estos dispositivos, los tejidos dentales y las neuronas se separan en diferentes compartimentos, mientras que permite el crecimiento de los axones de los cuerpos de las células neuronales a través de microcanales hacia el compartimento que contiene su tejido diana ^33. Los dispositivos microfluídicos han sido ya utilizado para estudiar las interacciones entre las neuronas y la microglia ^34,35, así como interacciones célula a célula en el cáncer y la neovascularización ^35. Además, estos sistemas se han utilizado para estudiar las interacciones entre dorsal ganglios de la raíz y osteoblastos ^36.

Hemos demostrado recientemente que los ganglios del trigémino (TG) y los dientes son capaces de sobrevivir por largos períodos de tiempo cuando se co-cultivaron en dispositivos de microfluidos ^37. Por otra parte, hemos demostrado que los dientes de las diferentes etapas de desarrollo mantienen en estas condiciones in vitro los mismos efectos repulsivas o atractivas en la inervación del trigémino que muestran in vivo ^37. Este protocolo proporciona información acerca de una forma sencilla, potente y flexible para co-cultura ganglios / nervios y los tejidos diana y para estudiar los papeles de moléculas específicas en tales interacciones en un ambiente controlado y aislado.