Hodowle komórkowe są stałym narzędziem wykorzystywanym w badaniach toksykologicznych oraz farmaceutycznych.  Umożliwiają poznanie fizjologii oraz funkcjonowania jelita cienkiego. Pozwalają one na odtworzenie środowiska oraz mechanizmów zachodzących w jelicie i testowanie nowych leków.  Najczęściej stosuje się linię komórkową Caco-2. Są to komórki pochodzące z gruczolakoraka jelita grubego nieżyjącego już 72-letniego mężczyzny, przechowywane w kolekcjach ATCC (USA), DSMZ (Niemcy) oraz LGC (UK). Charakteryzują się wzrostem adherentnym oraz przede wszystkim mają zdolność do tworzenia rąbka szczoteczkowego, czyli systemu mikrokosmków na powierzchni komórki. Ta cecha odróżnia komórki Caco-2 od innych linii. Dodatkowo, tak jak w przypadku enterocytów komórki te wytwarzają ścisłe połączenia między sobą oraz systemy transportujące substancje takie jak np., glikoproteina. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu zdolności do różnicowania się komórek złośliwych nowotworów w komórki zbliżone morfologicznie i fizjologicznie do prawidłowych enterocytów, czyli komórek jelita. Wystarczy zastosować odpowiednie czynniki indukujące takie różnicowanie, jak np. maślan sodu, dimetylosulfotlenek czy galaktoza. Dobrze wykształcone komórki zdolne są także do produkcji enzymów: alkalicznej fosfatazy, sacharazy i aminopeptydazy.

Podczas hodowli komórkowych najważniejsza jest jałowość. Komórki są bardzo podatne na wszelkie grzyby i mikroorganizmy. Nawet i nie patogenne, pochodzące m.in. ze skóry czy wydychane z powietrzem. Dlatego do pracy z takim materiałem potrzeba szczególnych warunków: komór laminarnych, specjalnego ubioru i środków dezynfekujących.

Komórki hodowane są w specjalnych plastikowych butlach w pożywce DMEM, zawierającej aminokwasy, glukozę, witaminy, antybiotyki i surowicę krwi potrzebnych dla zdrowego wzrostu komórek. Jest to hodowla pierwotna. Regularnie wymieniana pożywka pozwala na podział komórek oraz ich różnicowanie. By hodowla nieobumarła prowadzi się tzw. pasażowanie, czyli podział hodowli polegający na przenoszeniu jej części do innego naczynia. Aby oderwać komórki od powierzchni naczynia używa się trypsyny. W cyklu proliferacji komórek w hodowli in vitro komórek można wyróżnić trzy fazy: „lag” (opóźnienia),  w której komórki przystosowują się do środowiska, nie dzielą się; fazę „log”, gdzie następuje logarytmiczny wzrost oraz fazę stacjonarną, kiedy komórki wykazują konfluenty wzrost a następnie różnicują się. Zjawiska konfluencji rozumiane jest jako pełne pokrycie powierzchni naczynia monowarstwą komórek.

Rys.2. Schemat naczyńka hodowlanego z monowarstwą enterocytów na powierzchni porowatej membrany. A – komora apikalna. B – komora podstawna (basolateralna). C – pożywka. D – wkładka z membraną

Po osiągnięciu tego stanu można przejść do etapu testów. Gwarantuje on, że transport przez warstwę komórkową zachodzi przez komórki lub międzykomórkowe połączenia a nie przez puste przestrzenie między komórkami. Caco-2 umieszczane są w specjalnych komorach apikalnych, które umieszone są w każdym dołku mikropłytki. Komora ta ma przepuszczalne dno, które pozwala na przepływ substancji.  

Dzięki temu modelowi możliwe jest badanie adhezji bakterii probiotycznych oraz chorobotwórczych do nabłonka jelitowego, opracowywanie bezpieczniejszych i aktywnych leków.  Wykorzystanie takich modeli pozwala w bezpieczny sposób sprawdzenie zachowania leków w układzie pokarmowym i skutków jakie mogą wywołać, dlatego stają się one podstawowym narzędziem badania fizjologii układu pokarmowego.