Les techniques traditionnelles de culture cellulaire submergée ont des limites bien connues pour les études d'exposition aux aérosols ; par exemple, l'impact de la dilution d'exposition dans le milieu et la faible solubilité/sédimentation de certaines particules d'exposition1. Les cultures d'interface air-liquide (ALI) sont une technique par laquelle les cellules sont cultivées sur un insert de membrane microporeuse, immergé dans un puits contenant du milieu. Cette disposition permet aux cellules d'être alimentées et humidifiées par le bas, tout en maintenant une interface air-liquide sur la surface apicale, qui peut être directement exposée à des expositions en aérosol. Cette disposition modélise plus étroitement les voies respiratoires, en particulier la barrière de défense primaire des voies respiratoires bordées de liquide pulmonaire (mucus et surfactant) et évite bon nombre des limitations des cultures submergées.
Les avantages de l'exposition aux aérosols avec des cultures ALI ont déjà été démontrés dans une gamme de scénarios, des modèles d'infection à l'application de mélanges complexes d'aérosols/vapeurs, tels que la fumée de tabac, les sous-produits de combustion et les polluants. Par exemple, Créger et al. ont rapporté que les cultures cellulaires cultivées dans des conditions ALI ont réduit l'efficacité de l'infection virale initiale et de la réplication virale ultérieure, spéculant que le mucus dans des conditions ALI peut inhiber la liaison du virus, créant ainsi un modèle plus pertinent sur le plan physiologique 2. Lenz et al. a démontré des différences significatives dans les réponses au stress pro-inflammatoire et oxydatif entre les cellules submergées et cultivées en ALI après l'application de nanoparticules d'oxyde de zinc 3. De même, Wang et al. a comparé directement les conditions submergées et ALI à l'aide d'un système de co-culture A549 et de macrophages, observant que les cultures exposées aux PM2.5 avaient des tendances similaires mais avec une réponse émoussée dans les conditions ALI de co-culture, spéculant que les conditions ALI les plus physiologiquement pertinentes (avec une couche de surfactant) étaient moins susceptibles de fournir des résultats faussement positifs que les cultures submergées4.
L'expoCube permet aux scientifiques d'exposer avec précision des cellules et des explants de tissus (par exemple, des tranches de poumon coupées avec précision) à des particules en suspension dans un environnement ALI physiologiquement pertinent. La conception innovante de l'expoCube permet des profils de dépôt d'aérosols efficaces, reproductibles et translationnels. L'expoCube est conçu pour créer une exposition efficace, uniforme et précise des particules sur les cellules et tissus cibles. Ses voies d'écoulement ont été conçues et optimisées à l'aide d'une modélisation avancée de la dynamique des fluides computationnelle (CFD). Ils permettent un dépôt uniforme des particules en suspension dans l'air sur les cellules cibles, quelle que soit la taille des particules. L'utilisation brevetée de la thermophorèse par l'expoCube augmente l'efficacité du dépôt de petites particules sans transmettre de charges électrostatiques non naturelles aux aérosols.
Le webinaire suivant est sur "Tests de toxicité par inhalation in vitro : applications et capacités à l'aide d'une lignée cellulaire pulmonaire humaine et d'une approche méthodologique optimisée» et donne un bon aperçu du système ExpoCube, de la technologie qu'il utilise pour augmenter le dépôt et la reproductibilité, et des exemples de son utilisation.
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