Young porcine endocrine pancreatic islets cultured in fibrin and alginate gels show improved resistance towards human monocytes

AimTo investigate the protective function of alginate and fibrin gels used to embed porcine endocrine pancreatic islets towards human monocytes.MethodsGroups of 200 islet equivalents from young pigs were embedded in either a fibrin or in an alginate gel, and as a control seeded in tissue culture polystyrene (TCPS) well plates. The islet cultures were incubated with 2 × 105 human monocytes for 24 h. In addition, both islets and monocytes were separately cultured in TCPS, fibrin and alginate. Islet morphology, viability and function were investigated as well as the secretion of cytokines TNFα, IL-6, and IL-1β.ResultsWhen freely-floating in TCPS, non-encapsulated islets were surrounded by monocytes and started to disperse after 24 h. In fibrin, monocytes could be found in close proximity to embedded islets, indicating monocyte migration through the gel. In contrast, after 24 h, few monocytes were found close to islets in alginate. Immunofluorescence staining and manual counting showed that integrin expression was higher in fibrin-embedded islet cultures. A TUNEL assay revealed elevated numbers of apoptotic cells for islets in TCPS wells compared to fibrin and alginate cultures. Insulin secretion was higher with islets embedded in fibrin and alginate when compared to non-encapsulated islets. TNFα, IL-6 and IL-1β were found in high concentrations in the media of co-cultures and monocyte mono-culture in fibrin.ConclusionBoth alginate and fibrin provide key structural support and offer some protection for the islets towards human monocytes. Fibrin itself triggers the cytokine secretion from monocytes.

RésuméButÉtudier la protection offerte par des gels de fibrine et d’alginate utilisés pour enrober des îlots pancréatiques endocriniens isolés de jeunes porcs et exposés à des monocytes humains.MéthodesDes groupes de 200 équivalents d’îlots (IEQ) isolés de jeunes porcs étaient incorporés dans des gels de fibrine ou d’alginate ou, comme groupe témoin, ensemencés dans des plaques à multi-puits composées de polystyrène (TCPS). Ces cultures étaient exposées à des monocytes humains (2 × 105 monocytes) pour 24 h. Dans une autre série de contrôles, les monocytes et les îlots étaient cultivés séparément. La morphologie, la viabilité et la fonction des îlots étaient évaluées, ainsi que la sécrétion de cytokines par les monocytes.RésultatsLorsque flottant dans les plaques de TCPS, les îlots non encapsulés étaient encerclés par les monocytes et commençaient à se désintégrer après 24 h. Dans la fibrine, des monocytes étaient observés à proximité des îlots, indiquant la migration des monocytes à travers le gel. Pour l’alginate, seulement quelques monocytes ont pu être observés près des îlots. Des marquages par immunofluorescence ont montré que l’expression d’intégrines était plus élevée dans les îlots enrobés dans la fibrine. Un essai TUNEL a révélé un nombre élevé de cellules apoptotiques pour les îlots cultivés dans les plaques de TCPS par rapport à ceux dans la fibrine et l’alginate. La sécrétion d’insuline était plus élevée chez les îlots intégrés dans la fibrine et l’alginate par rapport à ceux non encapsulés. Des concentrations élevées des cytokines TNFα, IL-6 et IL-1β étaient mesurées dans les milieux des co-cultures de monocytes et des mono-cultures dans la fibrine.ConclusionLes gels d’alginate et de fibrine fournissent un soutien structurel et offrent une protection pour les îlots exposés à des monocytes humains. La fibrine seule déclenche la sécrétion de cytokines par les monocytes.