Epithelzellkulturen aus nasalen Bürstenbiopsien – Etablierung einer zeitoptimierten in vitro-Methode und Vergleich dieser mit der Nasenbiopsie

Einleitung Zur toxikologischen Untersuchung volatiler Substanzen eigenen sich in vitro-Modelle der Nasenschleimhaut. Bisher wurde noch keine optimale Kombination aus einfacher Handhabung & hoher in vivo-Ähnlichkeit gefunden. Wir möchten die Air-Liquid Interface (ALI)-Modelle für Nasenepithel verbessern, indem wir die zügige Modellerstellung, den einfachen Zugang zu Spendermaterial und eine hohe in vivo-Vergleichbarkeit verbinden.

Methoden Es wurden Nasenbürstenbiopsien als Spendermaterial für Epithelzellen für ALI Kulturen verwendet. Für Co-Kulturen wurden die Epithelzellen mit allogenen Fibroblasten co-kultiviert. Epithelzellen und Fibroblasten wurden durch Immunfluoreszenz markiert, die Schleimproduktion wird mit qPCR und durch Mikroskopie evaluiert. Das Bürstenbiopsiemodell wurde mit ex vivo-Spendermaterial und mit Modellen aus Gewebebiopsien verglichen. Zusätzlich wurden die Modelle exemplarisch bezüglich der Reaktion auf schwarze Kohlenstoff-Nanopartikel untersucht und verglichen.

Ergebnisse Die Ergebnisse zeigen, dass Epithelzellen aus Bürstenbiopsien nach wenigen Tagen für ALI-Modelle verwendbar waren. Bis eine ALI-Kultur angesetzt werden konnte, lag der zeitliche Unterschied zwischen Bürstenmodell und dem Gewebebiopsiemodell bei ca. 10 Tagen. Die Morphologie der Modelle war in beiden Fällen hochwertig, es konnten in beiden Fällen übereinstimmende toxikologischen Daten erhoben werden.

Fazit Wir konnten zeigen, dass ALI Modell aus Bürstenbiopsien der Forschung zur Zell- und Molekularbiologie der Nasenschleimhaut zugutekommt, v.a. im Hinblick auf Interaktionsstudien mit erforderlicher Epithel-Luft-Grenzfläche.

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Article published online:
24 May 2022