Morphologische und immunhistochemische Untersuchungen an Organkulturen humaner Trachealbiopsien

Zusammenfassung

Basierend auf der Annahme, dass die maligne Transformation während der Reifungsprozesse der Stammzellen stattfindet, ist es wichtig, letztere genau zu untersuchen. Für zukünftige Experimente zur In-vitro-Karzinogenese von Tumoren der Atemwege haben wir ein Organkultur-Modell entwickelt, in dem sich humane Atemwegsepithelien aus Trachealbiopsien innerhalb von 6 Wochen zur Differenzierung bringen lassen. Mukosa und Submukosa der Trachealbiopsien werden in 3×3 bzw. 5×5 mm² große Quadrate zerschnitten und auf 10 × 10 × 10 mm³ große Celita-Würfel (Braun-Melsungen, BRD) übertragen. Nach Zusatz des Gewebekulturmediums (RPMI 1640 unter Zusatz von 10% fetalem Kälberserum, 200 mM L-Clutamin, 100 IU/ml Penicillin und 100μg/ml Streptomycin) befindet sich das Gewebe zwischen Medium und Luft. Celita zerfällt in 2-3 Wochen, jedoch ist der Transfer des restlichen Gelitas mit dem Gewebe auf frische Gelita-Blöcke ohne Beschädigung des Gewebes möglich. In regelmäßigen Intervallen werden die Organkulturen fixiert und histologische Schnitte mit Hämatoxylin-Eosin oder mit Antikörpern gegen Intermediärfilamente gefärbt. Die morphologischen und immunhistochemischen Untersuchungen zeigen unter den genannten Bedingungen in allen Organkulturen ein gutes Wachstum sowie eine Differenzierung der Epithelzellen über mindestens 39 Tage. Die mesenchymalen Elemente bleiben vital. Sie zeigen keine starke Proliferation. Die Bedeutung der genannten Techniken für In-vitro-Untersuchungen zur Karzinogenese wird diskutiert.

Summary

Most likely the transformation of epithelial cells to carcinoma cells takes place during the process of differentiation. In order to study in vitro carcinogenesis, an experimental system for organ cultures was developed in which human respiratory epithelia from tracheal biopsies differentiate within six weeks. The mucosal and submucosal layer of small tracheal biopsies was cut into pieces measuring 3×3 and 5×5 mm², respectively, and placed on Gelita cubes (Braun-Melsungen, Germany) measuring 10×10×10 mm³ with the epithelium facing up. The culture medium (RPMI 1640 supplemented with 10% fetal calf serum, 200 mM L-glutamine, 100 IU/ml penicillin, and 100 µg/ml streptomycin) was added in a way that the tissue lay between the medium and air. Gelita deteriorates in about two to three weeks. However, the cultures are easily transfered to fresh Gelita cubes using the rest of the old Gelita. These organ cultures were fixed at regular intervals, and histological sections were stained with hematoxylin eosin or monoclonal antibodies against cytoskeletal intermediate filament proteins. These morphological and histological studies revealed that the epithelial cells differentiated under these conditions in at least 39 days. The mesenchymal elements remained viable without showing strong proliferation. The implication of these techniques for studying carcinogenesis in vitro is discussed.

Schlüsselwörter

Atemwegsepithel - Organkultur - Karzinogenese - Intermediärfilamente - Differenzierung - Stammzellen

Key words

Respiratory epithelium - Organ culture - Carcinogenesis - Cytoskeletal intermediate filaments - Differentiation - Stem cells