Generovanie presného rezu z kultúr myších pľúcnych rezov pre ex vivo testy

Bc. Samuel HERCEG

Master's thesis

Generation of precision-cut of murine lung slice cultures for ex vivo assays

Abstract:

Respiratory diseases, such as COPD, lung cancer and respiratory infections, are ranked by the World Health Organization among the highest cause of mortality. Researchers have traditionally relied on cost-effective and easy-to-manipulate two-dimensional (2D) models to study these diseases, but these models have limitations in terms of physiological relevance. To address this issue, three-dimensional (3D) cell cultures have been developed, which more accurately replicate the complexities of tissue and organ microarchitecture and dynamic intracellular interactions. Despite the availability of 2D and 3D models, researchers cannot accurately replicate the spatial complexity and cellular richness of the lungs. Recently, more advanced three-dimensional models have been introduced, which can reflect the cellular richness and complexity of the lung - precision-cut lung slices (PCLS). PCLS are small, uniform, and generated from lung tissue, which retains most of the lung cell types, complex microarchitecture, anatomical structure, and responses to stimuli similar to native lungs. They allow testing a wide range of variables to replicate and reduce the required tissue or animals. We conducted the study to develop and optimise procedures for generating murine lung tissue slices with the use of vibratome for ex vivo experiments. Our results suggest that PCLS can be utilized for various ex vivo experiments, including immunofluorescence staining, lentiviral transduction, histological analysis, cytotoxicity or viability assays.

Abstract:

Respiračné ochorenia, ako CHOCHP, rakovina pľúc a respiračné infekcie, sú podľa Svetovej zdravotníckej organizácie jednou z najčastejších príčin úmrtnosti. Výskumníci sa pri štúdiu týchto ochorení tradične spoliehali na nákladovo efektívne a ľahko manipulovateľné dvojrozmerné (2D) modely, avšak tieto modely majú fyziologické obmedzenia. Aby sa tento problém vyriešil boli vyvinuté trojrozmerné (3D) bunkové kultúry, ktoré presnejšie replikujú zložitú mikroarchitektúru a dynamiku intracelulárnych interakcií tkanív a orgánov. Napriek dostupnosti 2D a 3D modelov, výskumníci nevedia presne replikovať priestorovú zložitosť a bunkovú rozmanitosť pľúc. Nedávno boli zavedené pokročilejšie trojrozmerné modely, ktoré môžu napodobniť bunkovú rozmanitosť a zložitosť pľúc - presné pľúcne rezy (PCLS). PCLS sú malé, jednotné a vznikajú z pľúcneho tkaniva, zachovávajú si väčšinu typov pľúcnych buniek, mikroarchitektúru, anatomickú štruktúru a reakcie na stimuly podobné natívnym pľúcam. Umožňujú testovanie širokého spektra premenných, tak aby sa zreplikovali a zredukovali požadované tkanivá alebo zvieratá. Štúdiu sme uskutočnili s cieľom vyvinúť a optimalizovať postupy na vytvorenie rezov myšacieho pľúcneho tkaniva na ex vivo experimenty s využitím vibratómu. Naše výsledky naznačujú, že PCLS je možné použiť na rôzne ex vivo experimenty, vrátane imunofluorescenčného farbenia, lentivírusovej transdukcie, histologickej analýzy, testov cytotoxicity alebo životaschopnosti.

Keywords

presné pľúcne rezy, respiračné ochorenia, pľúcne modely, myš

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2023

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Viswanath Das, PhD.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Molecular and Cell Biology / Molecular and Cell Biology