Importancia de la Medición de la Resistencia Eléctrica Transepithelial/Transendotelial (TEER) en Modelos In vitro de Pulmón
Las células epiteliales y endoteliales son conocidas por su función de barrera, como la permeabilidad selectiva. El tejido pulmonar está compuesto por capas celulares epiteliales, que se encuentran adyacentes a capas endoteliales y permiten el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el pulmón y la sangre. Actualmente, el principal enfoque de la comunidad de investigación biomédica es comprender los detalles de la infección causada por este nuevo coronavirus (2019-nCoV) o por virus similares. Este nuevo virus puede alterar la capacidad normal de limpieza del pulmón para eliminar partículas extrañas, y la permeabilidad selectiva o función de barrera del pulmón puede verse gravemente afectada. El efecto fisiológico adverso puede mantenerse una vez que se inicia la cascada inflamatoria.
Los investigadores, en colaboración con clínicos, están tratando de desarrollar vacunas y medicamentos para prevenir o tratar la infección por 2019-nCoV. Los modelos de cultivo celular de mamíferos son útiles para entender de forma básica el efecto de la infección viral en las células epiteliales del pulmón y las células endoteliales de los vasos sanguíneos o capilares adyacentes. La medición de TEER puede ser útil para probar la citotoxicidad de medicamentos y vacunas en modelos de capas celulares epiteliales, endoteliales y duales epitelio-endoteliales. Probar la efectividad de un fármaco o agente terapéutico en un modelo de cultivo celular también puede proporcionar información significativa. Se han establecido diferentes modelos de cultivo celular pulmonar (incluidos humanos) para estudiar el transporte epitelial, en los cuales las mediciones de TEER proporcionaron información útil [Ren, et al. 2016, Dekali, et al. 2014 ].
En varios estudios previos, la medición de TEER fue uno de los métodos comunes utilizados para estudiar el efecto de la infección por el virus de la influenza H1N1 en modelos epiteliales pulmonares in vitro [Wu, 2 et al. 2016, Short et al. 2016, Travanty, et al. 2015, Chen, et al. 2009]. Además, los investigadores están desarrollando modelos de tejido pulmonar 3D in vitro para comprender los detalles de la infección pulmonar a nivel celular y para la selección de fármacos. [Reynar, et al. 2019, Chandorkar, et al. 2017, Sivars, et al. 2017, Braian, et al. 2015 (video JOVE ) Harrington, et al. 2014]. La simplicidad de los experimentos que involucran la medición de TEER y la capacidad de correlacionar los resultados de TEER con otros experimentos de transporte hacen que la evaluación de TEER sea una herramienta experimental útil para entender la fisiología celular pulmonar.
World Precision Instruments (WPI) es conocido por la comunidad global de investigación biomédica por su línea de productos emblemáticos para la medición de TEER. WPI ofrece el Voltímetro Epitelial (EVOM2) junto con los electrodos básicos STX2 y también tiene opciones para electrodos avanzados, como las cámaras EndOhm y los electrodos STX HTS para mayor precisión y exactitud.
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¿Por qué debería elegir la medición de TEER con el sistema EVOM2 de WPI?
- El dispositivo EVOM2 aplica pequeñas corrientes de microamperios con conmutación continua de polaridad (negativa y positiva) para evitar la acumulación de carga eléctrica en la capa celular. Por lo tanto, el dispositivo o la técnica causan efectos fisiológicos mínimos o nulos.
- Es una prueba no destructiva/no invasiva. Puede usar la misma muestra para otro experimento.
- La medición de TEER es muy rápida (< 1 minuto) y es una prueba sencilla de realizar.
¿Qué puedo hacer con la medición de TEER en la investigación epitelial-endotelial pulmonar?
- Utilice la medición de TEER para verificar la confluencia de la monocapa celular.
- Evalúe la función de barrera de la monocapa celular (epitelial, endotelial o dual) para verificar su integridad. Los cambios podrían indicar que la expresión o localización de las proteínas de unión estrecha puede estar afectada o deteriorada (Short 2016 et al., Ren, et al. 2016, Wu, et al. 2016, Derk, et al. 2015, Rewaee, et al. 2013).
- TEER es un indicador de la permeabilidad de las monocapas celulares, y la medición de TEER valida los resultados de experimentos de permeabilidad con moléculas trazadoras (como FITC-dextrano, Lucifer yellow, etc.) [Wu, et al. 2016, Min, et al. 2016].
- Los valores de TEER pueden usarse como una herramienta preliminar y rápida para evaluar la citotoxicidad de fármacos o virus en modelos pulmonares in vitro (Short, et al. 2016).
- Con el sistema automatizado de alto rendimiento REMS de WPI, se pueden medir los valores de resistencia de 96 muestras en 10 minutos o menos.
Además de la medición de TEER, el sistema EVOM2 ofrece la capacidad de medir la diferencia de potencial trans-epitelial (TEPD).
¿Qué puedo hacer con la medición de TEPD en la investigación epitelial pulmonar?
- La medición de la diferencia de potencial es muy sencilla de realizar [Ren, et al. 2016]. No se aplica corriente eléctrica en el modo de milivoltios. Por lo tanto, la técnica de medición EVOM2 no afecta las lecturas en milivoltios. Puede calcular el flujo de corriente [Zhao, et al. 2019] a través de las monocapas celulares usando la Ley de Ohm I= V/R, donde I= Corriente, V=Voltaje y R=Resistencia.
- Evalúe las vías de transporte activo a partir de TEPD. Seleccione y use bloqueadores o inhibidores de canales, como el bloqueador del Canal de Sodio Epitelial (ENaC) (amilorida) [Zhao et al. 2019, Ren, et al. 2016] y el inhibidor del Regulador de Conductancia Transmembrana de la Fibrosis Quística (CFTR) (sulfinpirazona) para investigar las contribuciones de canales y transportadores específicos en el transporte activo total de iones en las monocapas. Se ha reportado que la infección por el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV) [Ji, et al. 2008] y el virus de la influenza [Londino, et al. 2017, Chen, et al. 2004, Fang, et al. 2002] disminuyen la actividad de ENaC. Al comparar la TEPD o la corriente equivalente calculada de monocapas epiteliales pulmonares en presencia o ausencia de amilorida, se pueden obtener datos útiles sobre la actividad de ENaC en el contexto de la infección viral.
El medidor de medición de TEER EVOM2 de WPI y el sistema automatizado REMS son instrumentos de investigación bien documentados en los que los investigadores confían mientras nuestro mundo continúa la lucha contra virus como el coronavirus SARS. Basados en la misma tecnología y métodos de medición, las versiones más recientes del EVOM™ Manual y el EVOM™ Auto optimizan la medición de TEER.
