Reconstitución de co-cultivos organotípicos de microtejidos 2D mediante estarcido secuencial

En los organismos mamíferos, la función de los tejidos nativos depende de una organización espacial precisa hasta el nivel celular. La reconstitución de arquitecturas tisulares en plataformas in vitro 2D puede proporcionar un medio para estudiar las interacciones celulares directas e indirectas en una variedad de contextos tisulares, al tiempo que sigue siendo compatible con ensayos de alto rendimiento e imágenes en vivo de alta resolución. Combinamos la estereolitografía rentable aprovechando la impresión en 3D con el moldeo de réplicas para estarcir sistemas de cultivo multicelulares espacialmente definidos con resolución submilimétrica en sustratos planos. El sistema está diseñado para facilitar su uso, no requiere configuraciones de fabricación complejas y se adapta fácilmente a placas de 96 pocillos.

La aplicación y retirada secuencial de la plantilla bajo una cabina de bioseguridad permite el posicionamiento controlado de múltiples tipos celulares y favorece la maduración de conjuntos de tejidos. Demostramos la utilidad de esta estrategia de patrón basada en esténciles en tres aplicaciones. En primer lugar, empleamos una combinación de dos plantillas circulares para recrear un rasgo estructural característico del microentorno tumoral de los tumores sólidos: la encapsulación de células de cáncer colorrectal por fibroblastos asociados al cáncer. Los patrones celulares resultantes reproducen la dinámica tisular nativa de los tejidos tumorales densamente empaquetados, en los que los fibroblastos asociados al cáncer comprimen activamente las células cancerosas y confieren resistencia a la terapia dirigida.

En segundo lugar, sondeamos el sistema morfógeno sintético y difusible synNotch en parches celulares con patrones, donde las células que liberan GFP generan un gradiente dependiente de ligando. En tercer lugar, recapitulamos la arquitectura característica de la cripta y la vellosidad del intestino de los mamíferos modelando organoides intestinales dentro de una región de la cripta restringida por plantillas y permitiendo que las células diferenciadas migren colectivamente a lo largo de un eje de vellosidad diseñado. La estrategia presentada permite reconstruir arquitecturas tisulares multicelulares in vitro con una precisión espacial biológicamente relevante para el cribado de fármacos de alto rendimiento y la disección de interacciones celulares específicas de los tejidos.