ABSTRACT Background Following descriptive studies on skin microbiota in health and disease, mechanistic studies on the interplay between skin and microbes are on the rise, for which experimental models are in great demand. Here, we present a novel methodology for microbial colonization of organotypic skin and analysis thereof. Results An inoculation device ensured a standardized application area on the stratum corneum and a homogenous distribution of bacteria, while preventing infection of the basolateral culture medium even during prolonged co-culture periods for up to two weeks at a specific culture temperature and humidity. Hereby, host-microbe interactions and antibiotic interventions could be studied, revealing diverse host responses to various skin-related bacteria and pathogens. Conclusions Our methodology is easily transferable to a wide variety of organotypic skin or mucosal models and different microbes at every cell culture facility at low costs. We envision that this study will kick-start skin microbiome studies using human organotypic skin cultures, providing a powerful alternative to experimental animal models in pre-clinical research.

3 D human epidermal equivalents (HEEs) are a state-of-the-art organotypic culture model in pre-clinical investigative dermatology and regulatory toxicology. Here, we investigated the utility of electrical impedance spectroscopy (EIS) for non-invasive measurement of HEE epidermal barrier function. Our setup comprised a custom-made lid fit with 12 electrode pairs aligned on the standard 24-transwell cell culture system. Serial EIS measurements for seven consecutive days did not impact epidermal morphology and readouts showed comparable trends to HEEs measured only once. We determined two frequency ranges in the resulting impedance spectra: a lower frequency range termed EIS