Utilisation<em> Ex Vivo</em> Cultures Upright gouttelettes de toute fœtus organes pour étudier les processus de développement au cours de la souris Organogenèse

La régénération des organes in vivo chez l'homme est très limitée; par conséquent, l'ingénierie tissulaire, le développement des tissus et organes à partir de cellules individuelles donnés par un hôte, devient une thérapie potentielle attractive pour le remplacement d'organes. Cependant, pour cette stratégie thérapeutique soit couronnée de succès, les facteurs et les interactions cellulaires impliqués dans la morphogenèse de l'organe doivent être soigneusement étudiés et bien compris. En raison de l'incapacité d'étudier le développement des organes spécifiques avec les approches traditionnelles, les chercheurs se sont tournés vers l'embryon toute solution de rechange ou de cultures d'organes entiers. Kalaskar et al. ¹ ont montré que la culture ex vivo de l'embryogenèse ensemble donne des résultats comparables (dans 58% des embryons cultivés) au développement in utero, suggérant que ex vivo des méthodes de culture sont une alternative possible pour les études de l'organogenèse.

Un système de culture d'organe individualisé, tel que cette ex vivo droplet système de culture, pour l'ensemble de l'analyse permet d'organe indépendant des effets systémiques, tout en permettant la manipulation d'une voie de signalisation spécifique par l'intermédiaire d'interactions cellulaires ou addition de réactifs pharmacologiques ou des anticorps. Traditionnellement, l'étude du développement des organes du fœtus a été limité à des technologies transgéniques et souris knock-out, en plus réactifs pharmacologiques livrés maternelle. Cependant, il ya des questions techniques concernant ces techniques et les traitements in vivo; la plupart des préoccupations tournent autour des effets d'influencer divers organes simultanément, ce qui se traduit souvent par une létalité embryonnaire. Une inquiétude supplémentaire d'études manipulant le développement du fœtus est pharmacologiquement l'effet maternel de médicaments sur le développement embryonnaire in utero (par exemple, le métabolisme de la mère de la drogue avant qu'elle atteigne l'embryon) et si ces réactifs peuvent passer à travers la barrière placentaire.

La technique de culture d'organe entier décriteici a été adapté à partir d'un premier protocole décrit par Maatouk et al. ^2, dans laquelle les gonades fœtales entières sont mises en incubation dans des cultures ex vivo de gouttelettes verticaux. Un avantage important de la culture de gonades fœtales est que les inhibiteurs de petites molécules peuvent facilement accéder à tout l'organe par simple diffusion. . DeFalco et al ont montré que l'utilisation de cette méthode ex vivo gouttelette de culture conjointement avec les inhibiteurs à petites molécules peut être utilisée pour étudier les processus et les interactions qui se produisent au cours du développement des gonades ³ signalisation; ces processus serait difficile d'examiner in vivo en raison de problèmes techniques (par exemple, le passage de la drogue à travers le placenta ou de létalité affectant plusieurs organes en utilisant des approches génétiques ou pharmacologiques).

La culture de la gouttelette est non seulement une amélioration de certains aspects plus expérimentation in utero, mais il est aussi une amélioration par rapport in vitro et ex visystèmes vo ainsi. L'utilisation de lignées de cellules pour étudier la morphogenèse est extrêmement difficile car ils ne possèdent pas les divers types de cellules, ne disposent pas des éléments essentiels matrice extracellulaire (ECM) qui permettent la formation de l'architecture d'organes, et peuvent présenter des artefacts dans les cascades de signalisation. Bien que l'ingénierie tissulaire a apporté des améliorations significatives dans la création d'échafaudages simulant ECM, le manque de connaissances à l'égard de laquelle les signaux sont tenus par chaque type de cellule pendant l'organogenèse, il est difficile de construire un système d'organes in vitro. Autres ex vivo systèmes ont déjà été mis en place pour étudier l'organogenèse, ou plus précisément la morphogenèse, et ont eu beaucoup de succès pour l'imagerie en direct des organes du fœtus dans l'agar ^4, Transwells ^{5, 6,} filtres et autres matrices d'échafaudage ^7,8. L'avantage du système de culture de gouttelettes est qu'il permet l'étude de la morphogenèse en offrant la possibilité d'utiliser moins de réactifs, qui sont des oouvent cher, mais donnant également la tension superficielle de l'organe, ce qui est important pour la capacité de croissance et de signalisation ^9.

Chez la souris, la morphogenèse des testicules initiale a lieu entre embryonnaire (E) met en scène E11.5 et E13.5; Ces étapes comprennent la fenêtre temporelle optimale pour les facteurs qui influencent la différenciation spécifique du sexe d'instruction. Parmi les processus critiques qui se produisent pendant la formation du testicule sont la génération de l'architecture de la moelle testicule et la formation d'un réseau vasculaire spécifique au testicule. En utilisant cette ex vivo système de culture de gouttelettes d'organes ensemble, on est en mesure de modifier la vascularisation spécifique au mâle et inhiber testicule morphogenèse grâce à l'utilisation d'un inhibiteur à petite molécule qui bloque l'activité des récepteurs de facteur de croissance vasculaire endothélial (VEGF); Remodelage vasculaire VEGF est critique pour le développement des testicules ^10-12. Cette technique peut être appliquée avec succès à d'autres organes et peut cibler temps spécifiquefenêtres de développement. Imagerie d'organes totalité montage permet la visualisation des structures vitales ainsi que les changements structurels et cellulaires résultant de l'administration de divers inhibiteurs. Surtout, ce système est avantageux en ce que le chercheur peut contourner les effets de confusion potentiels de l'administration de drogues par la mère ou la perturbation systémique pendant vivo stratégies de gènes ciblés dans. Ainsi, toute cette ex vivo système de culture de gouttelettes organe peut améliorer de façon significative la capacité de comprendre les interactions et la signalisation qui se produisent spécifiquement dans des organes particuliers durant le développement fœtal.