Importance de la mesure de la résistance électrique transepitheliale/transendothéliale (TEER) dans les modèles pulmonaires in vitro
Les cellules épithéliales et endothéliales sont reconnues pour leur fonction de barrière, notamment la perméabilité sélective. Le tissu pulmonaire est composé de couches cellulaires épithéliales, adjacentes aux couches endothéliales, permettant l’échange d’oxygène et de dioxyde de carbone entre le poumon et le sang. Actuellement, la principale préoccupation de la communauté de la recherche biomédicale est de comprendre les détails de l’infection causée par ce nouveau coronavirus (2019-nCoV) ou par des virus similaires. Ce nouveau virus peut perturber la capacité normale du poumon à se nettoyer des particules étrangères, et la perméabilité sélective ou la fonction de barrière du poumon peut être gravement altérée. L’effet physiologique défavorable peut se maintenir une fois que la cascade inflammatoire est déclenchée.
Des chercheurs, en collaboration avec des cliniciens, tentent de développer des vaccins et des médicaments pour prévenir ou traiter l’infection par le 2019-nCoV. Les modèles de culture cellulaire de mammifères sont utiles pour comprendre les effets de l’infection virale sur les cellules épithéliales du poumon et les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins ou capillaires adjacents. La mesure de la TEER peut être utile pour tester la cytotoxicité des médicaments et vaccins dans des modèles de couches cellulaires épithéliales, endothéliales et épithéliales-endothéliales doubles. Tester l’efficacité d’un médicament ou d’un agent thérapeutique dans un modèle de culture cellulaire peut également fournir des informations significatives. Différents modèles de culture cellulaire pulmonaire (y compris humains) ont été établis pour étudier le transport épithélial, dans lesquels les mesures de TEER ont fourni des informations utiles [Ren, et al. 2016, Dekali, et al. 2014 ].
Dans plusieurs études précédentes, la mesure de la TEER était l’une des méthodes courantes utilisées pour étudier l’effet de l’infection par le virus de la grippe H1N1 sur des modèles épithéliaux pulmonaires in vitro [Wu, 2 et al. 2016, Short et al. 2016, Travanty, et al. 2015, Chen, et al. 2009]. De plus, les chercheurs développent des modèles tissulaires pulmonaires 3D in vitro pour comprendre les détails de l’infection pulmonaire au niveau cellulaire et pour le criblage de médicaments. [Reynar, et al. 2019, Chandorkar, et al. 2017, Sivars, et al. 2017, Braian, et al. 2015 (vidéo JOVE ) Harrington, et al. 2014]. La simplicité des expériences impliquant la mesure de la TEER et la possibilité de corréler les résultats de la TEER avec d’autres expériences de transport font de l’évaluation de la TEER un outil expérimental utile pour comprendre la physiologie cellulaire pulmonaire.
World Precision Instruments (WPI) est reconnu par la communauté mondiale de la recherche biomédicale pour sa gamme de produits emblématique dédiée à la mesure de la TEER. WPI propose le Voltmètre Épithélial (EVOM2) avec les électrodes de base STX2 et offre également des options pour des électrodes avancées, telles que les chambres EndOhm et les électrodes STX HTS pour une précision et une exactitude accrues.
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Pourquoi devrais-je choisir la mesure de la TEER avec le système EVOM2 de WPI ?
- L’appareil EVOM2 applique de très faibles courants microampères avec un changement continu de polarité (négative et positive) pour éviter l’accumulation de charges électriques sur la couche cellulaire. Par conséquent, les effets physiologiques causés par l’appareil ou la technique sont minimes voire négligeables.
- C’est un test non destructif et non invasif. Vous pouvez utiliser le même échantillon pour une autre expérience.
- La mesure de la TEER est très rapide (< 1 minute) et c’est un test simple à réaliser.
Que puis-je faire avec la mesure de la TEER dans la recherche sur l’épithélium et l’endothélium pulmonaires ?
- Utiliser la mesure de la TEER pour vérifier la confluence du monocouche cellulaire.
- Évaluer la fonction de barrière de la monocouche cellulaire (épithéliale, endothéliale ou double) pour vérifier son intégrité. Des changements pourraient indiquer que l’expression ou la localisation des protéines des jonctions serrées est affectée ou altérée (Short 2016 et al., Ren, et al. 2016, Wu, et al. 2016, Derk, et al. 2015, Rewaee, et al. 2013).
- La TEER est un indicateur de la perméabilité des monocouches cellulaires, et la mesure de la TEER valide les résultats des expériences de perméabilité avec des molécules traceuses (comme le FITC-dextran, Lucifer jaune, etc.) [Wu, et al. 2016, Min, et al. 2016].
- Les valeurs de TEER peuvent être utilisées comme outil de dépistage préliminaire et rapide pour tester la cytotoxicité des médicaments ou des virus sur des modèles pulmonaires in vitro (Short, et al. 2016).
- Avec le système automatisé à haut débit REMS de WPI, les valeurs de résistance de 96 échantillons peuvent être mesurées en 10 minutes ou moins.
En plus de la mesure de la TEER, le système EVOM2 permet de mesurer la différence de potentiel trans-épithéliale (TEPD).
Que puis-je faire avec la mesure de la TEPD dans la recherche sur l’épithélium pulmonaire ?
- La mesure de la différence de potentiel est très simple à réaliser [Ren, et al. 2016]. Aucun courant électrique n’est appliqué en mode millivolts. Par conséquent, la technique de mesure EVOM2 n’affecte pas les lectures en millivolts. Vous pouvez calculer le flux de courant [Zhao, et al. 2019] à travers les monocouches cellulaires à partir de la loi d’Ohm I= V/R, où I = courant, V = tension et R = résistance.
- Évaluer les voies de transport actif à partir de la TEPD. Sélectionner et utiliser des bloqueurs ou inhibiteurs de canaux, tels que le bloqueur du canal sodique épithélial (ENaC) (amiloride) [Zhao et al. 2019, Ren, et al. 2016] et l’inhibiteur du régulateur de conductance transmembranaire de la mucoviscidose (CFTR) (sulfinpyrazone) pour étudier la contribution des canaux et transporteurs spécifiques dans le transport actif global des ions des monocouches. Il a été rapporté que l’infection par le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV) [Ji, et al. 2008] et le virus de la grippe [Londino, et al. 2017, Chen, et al. 2004, Fang, et al. 2002] réduisent l’activité de l’ENaC. En comparant la TEPD ou le courant équivalent calculé des monocouches épithéliales pulmonaires en présence ou absence d’amiloride, des données utiles sur l’activité de l’ENaC peuvent être obtenues dans le contexte de l’infection virale.
Le voltmètre de mesure TEER EVOM2 historique de WPI et le système automatisé de mesure TEER REMS sont des instruments de recherche bien documentés sur lesquels les chercheurs comptent alors que notre monde continue de lutter contre des virus comme le coronavirus SARS. Basés sur la même technologie et les mêmes méthodes de mesure, les versions plus récentes de l’EVOM™ Manuel et de l’EVOM™ Auto simplifient la mesure de la TEER.
