De bevindingen en conclusies in dit rapport zijn die van de auteurs en vertegenwoordigen niet noodzakelijkerwijs de mening van de Centers for Disease Control and Prevention.
De apicale en basolaterale oppervlak van epitheelcellen tonen directionele reactie op pathogenen exposure in vivo. Dus ideaal in vitro modellen voor de behandeling van cellulaire reacties op respiratoire pathogenen polariseren, die apicale en basolaterale oppervlakken. Een dergelijk model wordt gedifferentieerd normale menselijke bronchiale epitheelcellen (NHBE). Dit systeem heeft longweefsel monsters, expertise isoleren en kweken epitheelcellen van weefsel en tijd om een lucht-water grensvlak cultuur genereren.
Calu-3-cellen, afgeleid van een humane bronchiale adenocarcinoma, een alternatief model voor het onderzoeken van de reactie van proximale epitheelcellen de ademhalingswegen insult 1, farmacologische verbindingen 2-6, 7-9 en bacteriële en virale pathogenen, zoals influenza virus, rhinovirus en severe acute respiratory syndrome – geassocieerde coronavirus 10-14. Recent, we aangetoond dat Calu-3-cellen gevoelig zijn voor respiratoir syncytieel virus (RSV) infectie in overeenstemming met NHBE 15,16. Hier hebben we detail de oprichting van een gepolariseerde, vloeistof bedekte cultuur (LCC) van Calu-3-cellen, gericht op de technische details van de teelt en het kweken van Calu-3-cellen, het onderhouden van cellen die zijn gekweekt in LCC, en presenteren we de werkwijze voor het uitvoeren respiratoire virus infectie van gepolariseerd Calu-3-cellen.
Om consequent te verkrijgen gepolariseerde Calu-3 LCC, Calu-3-cellen moeten zorgvuldig worden gekweekt voor het kweken in Transwell inserts. Calu-3 monolaagkweken blijven dan 90% confluentie worden gekweekt minder dan 10 keer van bevroren voorraad, en moet regelmatig worden met vers medium. Eenmaal gekweekt in transwells, moet Calu-3 LCC met zorg worden behandeld. Onregelmatige media veranderingen en mechanische of fysische verstoring van de cel lagen of platen negatieve invloed polarisatie voorenkele uren of dagen. Polarisatie wordt gecontroleerd door evaluatie trans-epitheliale elektrische weerstand (TEER) en wordt gecontroleerd door evaluatie van de passieve evenwichtsinstelling van natriumfluoresceïne tussen de apicale en basolaterale compartimenten 17,18. Eenmaal TEER plateaus op of boven 1.000 Ω · cm 2, Calu-3 LCC zijn klaar voor gebruik om de cellulaire responsen na te gaan in respiratoire pathogenen.
Bij het vaststellen Calu-3 LCC in Transwell inzetstukken kunnen cellen niet polariseren helemaal of niet volledig polariseren, zoals gedefinieerd door een TEER ≥ 1000 Ω cm x 2 ≤ 1% natriumfluoresceïne kleurstof evenwicht tussen de apicale en basolaterale compartimenten. Bovendien kan Calu-3 cellen in LCC volledig polariseren, maar TEER kan inconsistent tussen de metingen. Hoewel schommelingen in TEER metingen van Calu-3 LCC zijn normaal van dag tot dag, eenmaal volledig gepolariseerd dramatische slingerbewegingen in TEER pas verwacht cultuur nature afneemt met de leeftijd, die zo weinig als 5 weken of zolang 12 weken na het zaaien.
Het vermogen van Calu-3 LCC polariseren mede afhankelijk hoe cellen worden gehandhaafd en doorgekweekt voor gebruik in het systeem Transwell. Cellen die meer dan 90% confluentie gekweekt als een monolaag in subcultuur, die zijn gekweekt meer dan 10 keer uit bevroren voorraad, of die niet zijnen met vers medium op regelmatige tijdstippen minder waarschijnlijk volledig polariseren en elke polarisatie waarschijnlijk snel dalen. Onvolledige of totaal gebrek aan polarisatie kan ook worden toegeschreven aan variatie in het materiaal en poriegrootte van transwells gebruikt voor Calu-3 LCC, en lot-to-lot variatie in transwells van vergelijkbare samenstelling, poriegrootte kan ook van invloed polarisatie. Grotere poriën kan toestaan Calu-3 om door de Transwell membraan groeien in de basolaterale compartiment, waardoor de cultuur van polariserende. Afwezigheid van polarisatie kan ook door bacteriële groei, aangegeven door vertroebeld kweekmedium, wat leidt tot verdere afbraak van de tight junctions tussen Calu-3 cellen.
Variabele TEER metingen van Calu-3 LCC kan worden veroorzaakt door mechanische storingen van de Calu-3 LCC celmonolagen, de inserts of de platen zelf. Medium veranderingen en TEER metingen dienen te worden uitgevoerd zonder pipettips of elektrode leidt het aanraken van de cellen. Hoewel deze bewerkingen moet erop worden genomen om te voorkomen dat er luchtbellen in de apicale en basolaterale compartimenten, die het vermogen van de voltohmmeter om weerstand te detecteren verstoren. Het vermogen van de voltohmmeter om weerstand te detecteren in een cultuur die eigenlijk gepolariseerd ook beperkt door eiwit opbouw op de elektrode leads. Deze opbouw kan worden verwijderd met zachte schuren of kan gecorrigeerd worden door de elektrode.
Zodra Calu-3 LCC volledig polariseren en de TEER niet meer toeneemt, Calu-3 LCC klaar voor gebruik als een in vitro model voor het karakteriseren gastheer longepitheelcellen cel responsen op infectie van de luchtwegen. Dit systeem maakt betere karakterisering van directionele reacties op pathogenen opzichte monolayer-gekweekte longcellijnen traditioneel gebruikt respiratoire pathogenen zoals A549 en HEp-2 cellen te bestuderen, met de extra voordelen van Calu-3 LCC being sneller te ontwikkelen, meer gemakkelijk te verkrijgen, en minder duur te genereren dan primaire, gepolariseerde, gedifferentieerde NHBE. Soortgelijke NHBE, gepolariseerde Calu-3 tonen tight junction vorming en produceren mucinen. In tegenstelling NHBE, niet gepolariseerd Calu-3-cellen geen verschil in lagen basale cellen en trilharen zuilvormige epitheelcellen en enkele gepolariseerde Calu-3 cellen ontwikkelen cilia uitsteeksels 19. Dus, hoewel nuttig voor de behandeling van gepolariseerde reacties van epitheelcellen aan de luchtwegen belediging, gepolariseerde Calu-3 LCC zijn niet een ideaal model van de luchtwegen ontwikkeling of renovatie te onderzoeken naar aanleiding van de luchtwegen belediging of letsel. Slijmproductie door gekweekte cellen in vitro kunnen beïnvloeden cellulaire infectiviteit, en afgifte van infectueus virus en verspreiding van het virus in een gepolariseerde model en een directe vergelijking van de slijmproductie tussen gepolariseerde Calu-3 LCC en gepolariseerde gedifferentieerde NHBE niet gemeld . A549 en HEp-2-cellen eenopnieuw gemakkelijker cultuur dan Calu-3 cellen, echter, in tegenstelling Calu-3 LCC, vormen zij geen gepolariseerd cultures bij groei op Transwell inzetstukken, en dus niet ideale modellen voor het onderzoek in vitro de respons van gepolariseerde epitheelcellen de ademhalingswegen virusinfectie .
The authors have nothing to disclose.
De auteurs willen Elisabeth Blanchard bedanken voor haar technische bijstand. De bevindingen en conclusies in dit rapport zijn die van de auteurs en vertegenwoordigen niet noodzakelijkerwijs de mening van de Centers for Disease Control and Prevention.
REAGENTS | |||
Calu-3 | ATCC | HTB-55 | |
0.05% Trypsin – 0.02% EDTA | Gibco/Invitrogen | 25300 | |
Eagle’s Minimum Essential Medium (EMEM) | Gibco/Invitrogen | 07-00100DK | |
Fetal bovine serum (FBS) | HyClone | SH30070.03 | Heat-inactivate, 56 °C, 30 mins |
Non-essential amino acids 100X (10 mM) | Gibco/Invitrogen | 11140 | Store at 4 °C in the dark |
L-glutamine | Gibco/Invitrogen | 25030 | |
HEPES | Gibco/Invitrogen | 15630 | |
EMEM-10% FBS (EMEM-10%) | Supplement EMEM with heat-inactivated FBS to 10% serum, sterile-filter | ||
EMEM-20% FBS + supplements (EMEM-20%+S) | Supplement EMEM to final concentrations: heat-inactivated FBS, 20%; 1X amino acids; 2 mM L-glutamine; 10 mM HEPES; sterile-filter | ||
24-well Transwell plates | Corning Costar | 3472 | 3 μm pore size, polyester |
Trypan blue | Gibco/Invitrogen | 15250 | |
Ethanol | Sigma | E7023 | Prepare to 70% using sterile dH2O |
Dulbecco’s PBS (D-PBS) | Invitrogen | 14040 | |
Non-fluorescent buffer | 118 mM NaCl; 4.75 mM KCl; 2.53 mM CaCl2×H2O; 2.44 mM MgSO4; 1.19 mM KH2PO4; 25 mM NaHCO3 in sterile water; sterile-filter | ||
Sodium fluorescein | Sigma | 6377 | 1 mg/ml in sterile non-fluorescent buffer; sterile-filter, protect from light; store at 4 °C up to 6 months |
EQUIPMENT | |||
Voltohmmeter | World Precision Instruments | ||
STX2 electrode | World Precision Instruments | ||
ELISA plate reader | Capable of measuring A486 or A490 |