Improved Expansion and Maintenance of the Differentiation Potential of Primary Human Airway Epithelial Cells
Notice bibliographique
Résumé
Abstract RATIONALE Primary airway basal cells and their differentiation into mature epithelia at the air-liquid interface (ALI) and as organoids are useful models for studying airway pathophysiology and drug testing. Culturing these cells in currently available media carries limitations for their growth and differentiation potential, especially when starting with low cell numbers or precious samples. Therefore, we developed PneumaCult™ Next Generation Expansion Medium (NGEx), an optimized medium for robust passaging and biobanking.METHODS Commercially available or freshly isolated healthy human bronchial (HBEC), small airway (SAEC), and nasal cells (HNEC) were expanded until 80% confluent in PneumaCult™-NGEx, PneumaCult™-Ex Plus, or other commercially available media, then serially passaged until senescence. Cells were assessed for basal cell identity and seeded into downstream assays to evaluate differentiation and function. Assays included ALI differentiation using PneumaCult™-ALI or -ALI-S Media or organoid differentiation using PneumaCult™ Airway Organoid Kit or PneumaCult™ Apical-Out Airway Organoid Medium. RESULTS Airway basal cells expanded in PneumaCult™-NGEx displayed the desired cobblestone morphology. HBECs expanded in PneumaCult™-NGEx for 20 additional population doublings (PDs) compared to PneumaCult™-Ex Plus. A high percentage (>90%) of PneumaCult™-NGEx-expanded cells expressed basal cell markers (CD49f, CD271, KRT5, or p63) throughout long-term passaging. HBECs efficiently differentiated at higher PDs (> 45 PDs) compared to other tested media (n ≥ 4 donors). After 30 PDs, PneumaCult™-Ex Plus and other media failed to differentiate in ALI cultures, whereas, HBECs expanded in PneumaCult™-NGEx successfully formed pseudostratified epithelia with beating cilia and secreted mucus, with an appropriately tight epithelial barrier (TEER ≥ 300 Ω x cm2), and responded to CFTR modulators as assessed by Ussing chambers. RNASeq analysis demonstrated that basal cells expanded in PneumaCult™-NGEx- or PneumaCult™-Ex Plus, and subsequently differentiated, had similar gene expression profiles. At later passages, PneumaCult™-NGEx-expanded cells differentiated into ciliated- and goblet cell-containing apical-in organoids with higher efficiencies and better preserved CFTR function, as assessed by the forskolin-induced swelling assay, compared to cells expanded in PneumaCult™-Ex Plus. PneumaCult™-NGEx-expanded cells successfully generated apical-out airway organoids at a higher PD than PneumaCult™-Ex Plus. SAECs and HNECs cultured in PneumaCult™-NGEx produced an additional 25 and 10 PDs, respectively, compared to cells cultured in PneumaCult™-Ex Plus. These cells generated mature ALI and organoid cultures at later passages. CONCLUSIONS PneumaCult™-NGEx outperformed all tested media in enhancing the expansion of primary airway basal cells while maintaining their differentiation potential at higher passages. Thus, it supports generating robust, functional, and physiologically relevant airway models suitable for studying airway physiology.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».