Estimulación mecánica dinámica de modelos de fibroblastos epiteliales alveolares utilizando el sistema de tensión...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería biomédica
• Biología celular
• Medicina de los pulmones

Sus antecedentes:

• La fisiopatología pulmonar está significativamente influenciada por la tensión mecánica.
• Los modelos in vitro 2D existentes no capturan adecuadamente el entorno mecánico dinámico del pulmón.
• Se necesitan modelos multicelulares avanzados para estudiar las respuestas pulmonares inducidas por la tensión.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar modelos de cocultivo alveolar y organoides mecánicamente tensados en 2D y 3D.
• Investigar el impacto de la tensión mecánica en las respuestas celulares en estos modelos.
• Evaluar la utilidad de estos modelos para el estudio de los mecanismos de la enfermedad pulmonar.

Principales métodos:

• Se han desarrollado coculturas alveolares 2D y 3D y organoides utilizando células epiteliales humanas A549 y fibroblastos MRC-5.
• Utilizó el biorreactor de estiramiento de células Flexcell para aplicar una tensión mecánica (amplitud del 18%, 0,4 Hz durante 24 horas).
• Se evaluó la proliferación celular, la morfología, la expresión de proteínas del citoesqueleto y de las uniones cerradas, la liberación de citoquinas (IL-6, IL-8) y la muerte celular.

Principales resultados:

• La tensión mecánica aumentó significativamente el recuento de células en coculturas 3D, lo que sugiere una proliferación mejorada.
• La tensión indujo cambios morfológicos en los fibroblastos y aumentó la expresión de F-actina en cultivos 3D.
• Se observó una disminución de la expresión de zonula occludens-1, un aumento de la liberación de IL-6 e IL-8 y un aumento de la muerte celular en todos los modelos, especialmente en cultivos 3D.

Conclusiones:

• Los modelos alveolares multicelulares mecánicamente tensados in vitro que utilizan el sistema Flexcell pueden imitar la dinámica del tejido pulmonar in vivo.
• Estos modelos proporcionan una plataforma valiosa para investigar las respuestas celulares inducidas por la tensión relevantes para la inflamación pulmonar y la fibrosis.
• Los modelos son particularmente útiles para explorar las interacciones epitelial-mesenquimales en la progresión de la enfermedad.