يوليو 29, 2007
ومن المفهوم على نطاق واسع أن القوات الميكانيكية في الجسم يمكن أن تؤثر على تمايز الخلايا وانتشارها. هنا نقدم بروتوكول الفيديو مما يدل على استخدام مفاعل حيوي مبنية خصيصا لتقديم أحادي المحور سلالة الشد دوري للحد من الخلايا المستزرعة على ركائز micropatterned مرنة.
مرحبًا، أنا سونغ لي، أستاذ مشارك في قسم الهندسة الحيوية بجامعة كاليفورنيا، بيركلي. وأنا كايل كابينسكي، مرشح لنيل درجة الدكتوراه في الهندسة الحيوية أيضًا بجامعة كاليفورنيا، بيركلي.
وسنقدم اليوم بروتوكولاً للتحفيز الميكانيكي للخلايا الجذعية باستخدام الإجهاد أحادي المحور الدوري. تركز الأبحاث في مختبرنا على هندسة الخلايا والأنسجة، لا سيما في الجهاز القلب الوعائي. ونهتم بالبيولوجيا الميكانيكية للخلايا الجذعية نظراً لوجود العديد من التطبيقات المحتملة.
أولاً، نرغب في فهم تأثير العوامل الميكانيكية على التطور، مثل التطور الجنيني على سبيل المثال. وثانياً، نحن مهتمون بالتحكم في تمايز الخلايا الجذعية في المختبر أو في بيئات محاكية للجسم. وثالثاً، نحن مهتمون بكيفية استجابة الخلايا الجذعية للعوامل الميكانيكية القلبية الوعائية داخل الجسم، على سبيل المثال بعد عملية الزرع.
وللتحقق من كل هذه الأمور، لدينا مفاعل حيوي مصمم خصيصاً يمكننا من خلاله استزراع الخلايا على أغشية مرنة، ومن ثم تمديد هذه الأغشية محورياً لفترة زمنية محددة، وبنسبة انفعال محددة، ومعدل انفعال محدد. وسنقوم الآن بإرشادكم عبر جميع العمليات التي يتعين عليكم القيام بها لإعداد هذا البروتوكول. باستخدام صابون مختبري، أو أي منظف متاح، ضع الصابون على كلا جانبي الغشاء وقم بفركه جيداً لإزالة أي قطع من الرواسب الموجودة على الغشاء، حيث تهدف بذلك إلى تنظيف أي شيء قد يتداخل مع الخلايا.
أقوم بهذا الإجراء يدويًا. وبمجرد أن أشعر أنني قد نظفت كلا الجانبين جيدًا، أشطفها بالماء مرة أخرى. ومن ثم أريد التأكد من أنها معقمة تمامًا ومن إزالة أي جزيئات دقيقة.
سأقوم الآن بأخذ هذا الغشاء ووضعه في دورق يحتوي على كحول بتركيز 70%. سأتركه ينغمس بالكامل. ومن ثم، يمكن أخذ الدورق بالكامل ووضعه في جهاز السونيكيت (الموجات فوق الصوتية) وتركه ليعمل لمدة 10 دقائق.
الآن وبعد أن وضعنا غشاء النمط الدقيق في طبق مربع، نريد التحقق للتأكد من أن جانب النمط مواجه لنا. لذا، سأستخدم زجاجة بخاخ تحتوي على الكحول وأرش الجانب العلوي من هذا الغشاء. ويمكنكم رؤية السائل وهو ينساب الآن وتظهر تلك الأخاديد.
يؤكد ذلك أن جانب النمط متجه للأعلى وأنه في الاتجاه الصحيح. لقد أتممنا الآن خطوة الأشعة فوق البنفسجية الليلية، ويمكنكم رؤية جميع الغرف وجميع إطارات الغرف والأغشية نفسها موجودة داخل غطاء التدفق الصفائحي، حيث تركت هناك تحت الأشعة فوق البنفسجية طوال الليل. وهذه هي خطوة التعقيم النهائية لدينا.
سأقوم الآن بمعالجة جميع الأغشية بالبلازما، وسأقوم بإخراج غشاء أو غشائين في كل مرة وأبقيهم في أطباقهم المعقمة ونقلهم إلى جهاز البلازما. لقد تم الآن تحرير ضغط الفراغ، لذا يمكنني إزالة الغرفة. ومرة أخرى، هذا الإجراء ليس معقماً تماماً، ولكن سنقوم بتعقيمه لاحقاً.
لذا، يجب العمل بسرعة نسبية لضمان بقاء البلازما في مكانها، وباستخدام الملقط. ومرة أخرى، هذا الأمر بالغ الأهمية؛ تأكد من عدم إسقاط الغشاء أو تغيير اتجاهه.
في الوقت الحالي، تم معالجة السطح العلوي فقط بالبلازما، وسأقوم بإعادته إلى الطبق المعقم نسبيًا بحيث يكون جانب البلازما للأعلى، ثم أعيد وضع الغطاء وأنقله إلى غطاء التدفق الصفائحي (hood). والآن بعد أن تمت معالجة الغشاء بالبلازما، سأعيده إلى غطاء التدفق الصفائحي وأعالجه بـ 2% gelatin. وهذا التركيز هو وزن لكل حجم.
يمكنك ملاحظة أن المحلول لا يزال يتدفق وفقاً للنمط المحدد. كما أنه محب جداً للماء نظراً لمعالجته بالبلازما؛ لذا فإن المحلول ينتشر بدلاً من أن يتكتل، وفي حال قمت بقلب الغشاء عن طريق الخطأ، فإن المحلول سيتكتل، مما ينبهك إلى أنك تستخدم الجانب الخاطئ.
لذا، تأكد من توزيع المحلول بالتساوي. بعد القيام بذلك لجميع الأغشية، أغلق غطاء وحدة الشفط ببساطة وقم بتشغيل الأشعة فوق البنفسجية (UV) لمدة 30 دقيقة. في هذه المرحلة، يكون الغشاء قد تعرض للأشعة فوق البنفسجية مع وجود الجيلاتين على السطح لمدة نصف ساعة، وهي مدة كافية لامتصاص الجيلاتين على السطح.
في هذه المرحلة، أريد غسل الغشاء مرتين باستخدام PBS معقم، وعادةً ما أضع حوالي 10 ml في طبق مربع وأقوم بالغسل بلطف باستخدام يدي بهذه الطريقة، مع محاولة تجنب لمس سطح الغشاء، ثم أقوم بشفط الـ PBS. سأكرر هذه العملية مرة أخرى، وبعد المرة الثانية سأترك الغشاء في الـ PBS، وهذا يساعد في ترطيب الغشاء، مما يسهل تجميعه داخل الغرفة. فإذا تُرك الغشاء جافاً، تزداد احتمالية تمزقه أو تكسره بطريقة ما.
هذه هي عملية الغسل الثانية. مرة أخرى، قم بسحب السائل مرة واحدة للتأكد من إزالة الجيلاتين تماماً من الغشاء. ثم اترك الغشاء في حوالي 10 milliliters من PBS المعقم.
وإذا كنت تعمل مع أكثر من غشاء واحد، كرر هذه العملية لكل منها. وبعد ذلك ستكون مستعداً للتجميع. خذ أحد الإطارات، وهو في الواقع يتكون من قطعتين، ولكنهما عادة ما تكونان مجمعتين مسبقاً.
تتكون القطعة الأولى هنا من الوصلة على شكل حرف T، والقطعة الأخرى هي جزء من الإطار الذي سيثبت الغشاء نفسه. هناك قطعة ثانية للإطار تبدو بهذا الشكل، ويمكنكم رؤية وجود هذا المجرى بها.
هذا هو الموضع الذي ستُدخل فيه الحاشية لتثبيت الغشاء في مكانه. وتتميز القطعة الثانية بوجود أخدود ثانٍ لحاشية أخرى بحيث يتم تثبيت كلا جانبي الغشاء. لذا، خذ هذه القطعة وضعها على الإطار بهذا الشكل، ثم اقلب الإطار وأمسك بأحد براغي autoclave.
أدخل المسمار في الأعلى، ويمكنك شده يدويًا قليلاً في البداية، ثم استخدم أحد مفاتيح سداسي الأضلاع (hex wrenches) لشده بالكامل. في هذه المرحلة، أصبح لدي إطار مجمّع، وسيتم وضع الغشاء على الجانب السفلي بهذا الشكل، كما لو كانت يدي هي الغشاء. وهذا يعني أنني أريد الجانب الذي يكون منقوشاً و/أو معالجاً بالبلازما ومعالجاً بالجيلاتين.
أريد أن يكون هذا الوجه للأعلى. لذا، إذا قلبتها عن طريق الخطأ وأصبح جانب الجيلاتين للأسفل، فسيشكل ذلك مشكلة كبيرة للتجربة. لذا، عند تجميعها، أريد أن يكون جانب النمط موجهاً للأعلى بهذا الشكل، ولكنني سأقوم بتجميعها مقلوبة.
لذا، عند إخراج الغشاء، تأكد من وضع الجانب المنقوش للأسفل. عند أخذ غشاء واحد، وتذكر أن الجانب المنقوش للأعلى حالياً، أقوم بإخراجه من محلول PBS وأضعه فوق الإطار بهذا الشكل.
إذًا، كلا الجانبين متساويان تقريبًا الآن. ولا بأس من لمس حواف الغشاء بأصابعك، ولكن حاول تجنب لمس الجانب المقابل. والآن بعد أن قلبتُه بهذا الشكل، أصبح جانب النمط متجهًا للأسفل، وهو ما أريده لتسهيل عملية التجميع، خذ حاشيتين وضعهما في محلول PBS.
عادةً ما أقوم بدحرجتها ذهاباً وإياباً. لذا أقوم بترطيب الحاشية بالكامل، وهذا يعمل على تشحيم الحاشية تماماً كما قمت بتشحيم الغشاء في PBS. فإذا استخدمت حاشيات جافة مع غشاء جاف، تزداد احتمالية تدحرج أو انزياح شيء ما بشكل كبير.
تبدأ هذه العملية بسحب أحد الجوانب لمسافة أبعد قليلاً من الجانب الآخر؛ لأنه عند إدخال الحشية، فإنها ستسحب الغشاء في هذا الاتجاه إذا أدخلتها من هذا الجانب، مما يجعل هذا الجانب أقصر قليلاً. لذا، ابدأ بجعل هذا الطرف قصيراً نوعاً ما. خذ حشية واحدة وضعها بشكل عرضي بحيث تكون متوازنة تقريباً على كلا الجانبين.
وباستخدام ضغط متساوٍ، اضغط للأسفل مستخدماً إبهاميك أو أطراف الإبهام، ولكن تجنب استخدام الأظافر في هذه المرحلة لأنك قد تتسبب في قطع الغشاء وتمزيقه عن طريق الخطأ. لذا، بمجرد إدخاله، أقوم في الواقع باستخدام الجزء الخلفي من الملقط للضغط لأسفل. ومرة أخرى، كن حذراً من الضغط بقوة شديدة أو الانزلاق ولمس الغشاء، لأنك قد تقطعه أو تمزقه عن طريق الخطأ في هذه المرحلة، مما سيضطرك إلى إحضار غشاء جديد والبدء من جديد.
لقد تم الآن إدخال جانب واحد، لكن الجانب الآخر لا يزال غير محكم. لذا قم بقلبه، وخذ الحشوة الأخرى، وتأكد من أنها مبللة ثم ضعها في الأعلى تماماً كما فعلت سابقاً. بعد ذلك، عادةً ما أستخدم الملقط للإمساك بهذا الغشاء ومطه قليلاً، لأن الغشاء إذا كان مرتخياً جداً، فسيحدث ترهل كبير فيه، وسيكون من المستحيل رؤية الخلايا.
لذا، يجب أن يكون الغشاء مشدوداً، ولكن ليس لدرجة مبالغ فيها تؤدي إلى تمدده. فإذا كان ممدداً مسبقاً، سيؤثر ذلك على التجربة لأن الغشاء نفسه سيكون متوتراً بالفعل، وقد يتسبب ذلك في تمزقه عند الضغط لأسفل لتثبيت الحاشية. وفي هذه المرحلة، يبدو الغشاء مشدوداً بشكل جيد.
ربما تكون مرتخية قليلاً من أحد الجانبين، ولكن سأقوم بإصلاح ذلك بعد لحظات. ومرة أخرى، وباستخدام ضغط متساوٍ تقريباً، اضغط للداخل فقط باستخدام رؤوس إبهاميك أو أطراف أصابعك. وفي هذه المرحلة، يمكنك أن ترى أن أحد الجانبين مشدود تماماً.
إنها مستقيمة تماماً على طول الجانب الآخر. يوجد القليل من الارتخاء في الغشاء في تلك النقطة، وهو يميل للالتفاف للأعلى. لذا، سأقوم بالضغط على هذا الجانب بالكامل للداخل، تماماً كما فعلت سابقاً، وسأفعل ذلك ببطء وبشكل متساوٍ على طول الحشية.
وكما تلاحظون، فقد أدى ذلك إلى إزالة معظم الارتخاء. لقد انتهينا للتو من عملية التعريض للأشعة فوق البنفسجية (UV) لمدة 30 دقيقة للجوانب الخلفية للإطارات والأغشية، ونريد الآن قلب جميع الأغشية لتعريض الجانب الأمامي للأشعة فوق البنفسجية لضمان تعقيم كل شيء تماماً. وفي هذه المرحلة، سنقوم أيضاً بتخصيص غرف معينة لتكون إما غرف شد أو غرف ضابطة.
كما ترون، لقد قمت بالفعل بتسمية الغرف بـ "control stretch" و"control stretch". وتتطلب غرف التمدد (stretch chambers) برغيًا إضافيًا واحدًا، لذا فقد وضعت البرغي الإضافي الخاص بغرفة التمدد على الجزء العلوي من الجانب السفلي للغطاء هنا.
قم فقط بأخذ الإطار وقلبه. وإذا كانت غرفة تمديد، فهذا يعني أنني بحاجة إلى تغيير بعض البراغي. أما إذا كانت غرفة تحكم، فتبقى جميع الأشياء على حالها.
وعندما يتحرك هذا القضيب ذهاباً وإياباً، فإن الغشاء نفسه لا يتمدد، بل يتحرك ببساطة مع القضيب. وإذا أردت أن يتمدد الغشاء، فيجب عليّ تثبيت الجزء الثاني من الإطار عند هذه النهاية في قاع الغرفة ليكون ثابتاً. وعندئذٍ، عندما يتحرك القضيب، فإن هذا الجزء من الإطار فقط هو الذي سيتحرك ذهاباً وإياباً.
للقيام بذلك، خذ المسمار الإضافي وضعه في فتحة المسمار الموجودة في هذه القطعة من الإطار. استخدم مفتاح سداسي الرأس وأحكم ربط المسمار. لا تبالغ في الربط لأن غرف poly su one هذه هشة بعض الشيء، لذا يجب تجنب كسر أي غرفة؛ يكفي الربط لدرجة تضمن عدم تحرك قطعة الإطار من مكانها.
بعد تثبيت المسمار الأول، يمكنك فك هذا المسمار الذي كان يربط بين قطعتي الإطار، مع الحرص على عدم إسقاط المسمار فوق الغشاء لأن ذلك قد يتلف بعض الجيلاتين الذي قمت بزراعته هناك. بمجرد أن يصبح المسمار مرتخياً بما يكفي، أخرج مفتاح الربط السداسي، والتقط المسمار باستخدام الملقط، وضعه في ثقب المسمار الثاني. ثم استخدم مفتاح الربط السداسي مرة أخرى لربط المسمار الثاني وإحكامه.
بمجرد تثبيت قطعة الإطار هذه باستخدام المسمارين، يصبح لدي الآن غرفة مهيأة للتمدد. فعندما يتحرك هذا القضيب ذهابًا وإيابًا عبر آلة التمدد، يمكنك أن ترى أن الغشاء نفسه سيتمدد بالفعل. وأفضل القيام بذلك عدة مرات للتأكد من عدم وجود أي خلل في الغشاء.
إذا حدث شرخ لسبب ما ثم تمزق الغشاء، فسأعرف ذلك الآن قبل بدء التجربة وسأتمكن من وضع غشاء آخر. لذا، قم بنقل هذا إلى الجانب، وأحضر الغشاء التالي، وفي هذه الحالة يكون مُسمى بغرفة التحكم (control chamber). لذا، كل ما عليّ فعله بالنسبة لغرفة التحكم هو مجرد قلبها.
الآن عند وضعها في الجهاز، ستتحرك ذهاباً وإياباً دون تمدد. بعد ذلك، كرر هذه العملية لكل غرفة وغشاء متاح لديك. يتم التحكم في تمدد كل منها، ثم أغلق غطاء الحماية وعرّض الجوانب العلوية للأغشية للأشعة فوق البنفسجية (UV) لمدة 30 دقيقة.
لقد انتهينا للتو من تعقيم جميع الغرف والجوانب العلوية لإطارات الأغشية باستخدام الأشعة فوق البنفسجية لمدة 30 دقيقة. والآن، أصبحت جميع المكونات معقمة ومجمعة، ونحن مستعدون لاستزراع الخلايا. في هذه الحالة، سأقوم باستزراع خلايا جذعية ميزنكيمية، وسآخذها من أطباق قطرها 10 سنتيمتر.
لذا، بالنسبة لكل غشاء، خاصة عند استخدام غشاء منقوش كما في هذه الحالة، يمكنك استزراع المنطقة المربعة التي يوجد بها النقش؛ حيث أريد الاستزراع في تلك المنطقة المنقوشة فقط. أما إذا كنت تستخدم غشاءً غير منقوش، فلا يزال يتعين عليك الاستزراع في المنطقة نفسها تقريبًا، وذلك لتجنب وصول السائل إلى الحواف.
إذا كان السائل قريبًا جدًا من الحواف، فقد ينسكب، مما يؤدي إلى موت الخلايا قبل أن تتمكن من استزراعها بشكل فعال. وفي المنطقة التي تقوم بالاستزراع فيها، يجب وضع الكمية المناسبة من الخلايا؛ لذا فعندما أجري التجربة، أرغب في أن تكون الخلايا متلاحمة تمامًا في تلك المنطقة.
لذا، إذا كنت أستخدم طبقاً بقطر 10 سنتيمتر، فأنا أرغب في الحصول على ما يقرب من ثلث طبق متراص في تلك المساحة. وفي هذه الحالة، بالنسبة للخلايا الجذعية الميزنشيمية، يكون ذلك حوالي 250,000 خلية. وسيتغير هذا العدد بناءً على نوع الخلايا المستخدمة.
لقد قمت بالفعل بحساب عدد الخلايا من الطبق وأعدت تعليقها في الحجم المناسب. وأريد وضع 1 mL من محلول الخلايا على كل غشاء. في هذه الحالة، لدي حوالي 250,000 خلية جذعية ميزنكيمية لكل 1 mL من المحلول.
لذا، أستخدم ماصة P 1000، وأتأكد من تجانس المحلول. أقوم بسحب السائل وطرده عدة مرات وأسحب 1 mL في الماصة، وأريد التأكد من أنني أقوم بالاستزراع في تلك المنطقة فقط. لذا، أقوم بالاستزراع ببطء شديد وأضع قطرات صغيرة على تلك المنطقة المنقوشة.
ويمكنك أن ترى بالفعل أنه نظراً لأن هذا يمثل نمطاً، فإنه يشكّل أشكالاً بيضاوية صغيرة في هذا الاتجاه لأنه يستشعر تلك الأخاديد في الواقع. لذا، فهي ليست دوائر كاملة، بل هي في هذه الحالة أقرب إلى الشكل البيضاوي.
وبعد ذلك، أتفحص هذه المنطقة بأكملها، ولكن دون الاقتراب كثيراً من الحواف في الوقت الحالي، لأنني لا أريد استهلاك كامل المحلول الموجود في الماصة. ثم أستخدم الماصة لنشر المحلول فعلياً حول الحواف، مع الحرص على عدم تجاوزه.
لا أريد وجود أي خلايا في المنطقة التي لم يتم تمريرها، ومن الصعب قليلاً الوصول إلى الحافة الأقرب إليك. لذا، أقوم عادةً بتدوير هذه القطعة بعناية للوصول إلى تلك الحافة الأخيرة. ومن المفترض أن يؤدي ذلك إلى توزيع الخلايا بشكل متساوٍ تماماً.
والآن أصبحت جميعها مستقرة في مكانها. ولكن يجب توخي الحذر لتجنب سكب أي من الخلايا؛ لذا احرص على عدم تمرير يدك فوقها وأيضاً عدم تحريكها بسرعة كبيرة.
ثم أقوم بإزاحته بعيداً. وأريد تغطية هذا الجزء وترك الخلايا المستزرعة في الأعلى فقط. ولتغطية هذا الجزء، استخدم هذا الغطاء الذي يحتوي في الواقع على فتحتين مختلفتين.
توجد فتحة أكثر عمقاً على هذا الجانب وأخرى أكثر ضحالة على الجانب الآخر تسمح بدخول الغازات. يجب التأكد من أن الفتحة الأكثر عمقاً تتماشى مع هذا الجزء الذي يتخذ شكل حرف T هنا. وإلا سيكون الربط محكماً للغاية إذا استخدمت الفتحة الضحلة.
وبوضعها بهذه الطريقة، سيتم تغطية الغرفة بالكامل. بعد ذلك، يتم تكرار هذه العملية مع جميع الغرف المتبقية، وتُترك في خزانة التدفق الصفائحي لمدة 30 دقيقة لكي تترسب الخلايا في القاع وتبدأ في الالتصاق بالأغشية. بعد ذلك، سنقوم بتثبيت جميع الغرف بالشريط اللاصق ونقلها من خزانة التدفق الصفائحي إلى الحاضنة لتبقى لمدة ساعة أخرى حتى تلتصق تماماً بالأغشية.
حسنًا، لقد انتهينا للتو من ترك الخلايا على الأغشية لمدة نصف ساعة. والآن أريد تعريض الخلايا لدرجة حرارة 37 °C و 5%CO2، وذلك داخل الحاضنة نفسها. لذا أحتاج إلى نقلها من غطاء التدفق الصفائحي إلى الحاضنة.
وللقيام بذلك، عليك فقط التأكد من توخي الحذر الشديد وعدم إمالة الحجرات في أي اتجاه، وإلا فقد ينزلق محلول الخلايا. وفي هذه الحالة، سيتعين عليك أساساً البدء من جديد. والآن بعد أن بقيت الخلايا في الحجرة داخل الحاضنة لمدة ساعة، أصبحت الخلايا ملتصقة بقوة على السطح.
في هذه المرحلة، قمت بإخراج الغرفة من الحاضنة وإعادتها بعناية إلى خزانة التدفق الصفحي، مع نقلها بحذر شديد كما فعلت سابقاً، وذلك لتجنب سكب أي من الوسط الغذائي عن الغشاء في هذه المرحلة. يجب الآن إضافة 20 ml من الوسط الغذائي إلى غرفة التمدد.
وفي هذه الحالة، أستخدم تركيبة خاصة من الأوساط الزراعية لأنها عرضة للتلوث قليلاً، وهي مصممة بدقة لمنع حدوث التلوث. أستخدم وسط DMEM مضافاً إليه 10% FBS و1% بنسيلين ستريبتومايسين، بالإضافة إلى 1% من الفانجيزون لمنع نمو الفطريات. لذا، سأقوم بإضافة 20 ml من الوسط الزراعي بعناية إلى غرفة التمدد.
يمكننا أن نرى أن الوسط لم يسقط عن الغشاء نفسه بل أضيف إلى نهاية الحجرة هنا، بحيث يمر الوسط تحت الغشاء أولاً ثم فوق الجزء العلوي من الغشاء. قم بذلك ببطء حتى لا تتسبب في اضطراب الخلايا تماماً. ثم قم بتغطيتها مرة أخرى وثبّت ذلك الغطاء في مكانه بإحكام.
وفي هذه المرحلة، لم يعد عليك القلق بشأن إزعاج الخلايا أو السماح لها بالسقوط من الغشاء، لذا يمكنك التعامل معها بحذر أقل قليلاً. يجب عليك اختيار الكمية المناسبة من السلالة.
تعمل هذه الآلة عن طريق وجود عجلة دوارة متصل بها ذراع، ويمكن تغيير طول هذا الذراع اعتماداً على القطعة مسبقة الصنع التي يتم تركيبها في مركز العجلة. فعندما تدور العجلة، يتحرك هذا الذراع ذهاباً وإياباً، مما يؤدي بدوره إلى تحريك هذه المنصة ذهاباً وإياباً، وتكون الحجرات متصلة بها.
وبالتالي، فإنها تتحرك بدورها ذهاباً وإياباً أيضاً. لذا، إذا كنت أريد تطبيق انفعال بنسبة 5%، فلدي قطعة مُصنعة مسبقاً مكتوب عليها الرقم خمسة، وهي بطول محدد ومحسوب مسبقاً لجعل هذا الذراع ينتقل إلى الموضع الصحيح. لذا أقوم بإدخال تلك القطعة في مركز العجلة، ثم أُثبت الذراع، وأتأكد من استقراره في مكانه بإحكام، ثم أقوم بشده باستخدام مفتاح سداسي (hex wrench) لإتمام عملية التثبيت النهائية.
بمجرد تثبيت كل شيء في مكانه، يكون عند الموضع صفر، وتصبح جميع الأجزاء مقفلة. الآن نحن مستعدون لوضع الغرف. هذه هي الغرف التي قمت بنقلها للتو.
توضع الخلايا في الأعلى، ثم يتم إدخالها بعناية في موضع واحد مع التأكد من استقرار القضيب في مكانه. يجب التأكد من دفعه في هذا الاتجاه لضمان قفله في وضع الصفر. لا تدفعه إلى النهاية، لأن ذلك قد يؤدي إلى تمدد الغشاء مسبقاً.
ثم قم بتثبيته في مكانه باستخدام هذا المثبت هنا لضمان عدم تحركه. وبعد ذلك، قم بتشغيل المفتاح لبدء التشغيل. يمكنك ملاحظة وجود قفزة بسيطة في البداية.
يحدث ذلك أحياناً، حيث يتوقف الجهاز، ولكن عادةً ما يبدأ في العمل بسلاسة بعد ذلك. والآن تتحرك جميع الأشرطة ذهاباً وإياباً بمعدل 60 دورة في الثانية. لذا يظهر هنا بالأسفل القيمة 600.
يجب أن تكون القيمة في الواقع 60.0. كما يمكنك تغيير التردد إذا كنت ترغب في ذلك. لذا، بمجرد تعرض الخلايا للإجهاد الميكانيكي في نظامك، فإننا نقوم بذلك عادةً لمدة تتراوح بين يومين إلى خمسة أيام، ولكن يمكنك جعل هذه المدة أقصر أو أطول حسب رغبتك.
بمجرد الانتهاء وتحديد نقطة نهاية معينة، يمكنك إخراج الغرف ومن ثم استخدام الخلايا الموجودة على تلك الأغشية لاستقصاء أمور مختلفة. لذا، فإن ما نقوم به عادةً هو مجموعة من التقنيات، بما في ذلك المصفوفات الدقيقة (microarray) والترحيل الكهربائي للهلام ثنائي الأبعاد (2D gel electrophoresis). كما نفحص التعبير الجيني باستخدام PCR أو لطخة ويسترن (western blotting) للتعبير البروتيني.
بالإضافة إلى مجرد تحليل الخلايا، يمكنك أيضًا صبغها مباشرة على الغشاء للبحث عن التألق المناعي لبروتينات معينة، أو يمكنك حتى تحرير الخلايا من الغشاء ثم صبغها وتحليلها باستخدام جهاز FACS. لذا، هناك العديد من الأمور المختلفة التي يمكنك القيام بها، والعديد من الأشياء المختلفة التي يمكنك البحث عنها. وبالطبع، هناك أيضًا تنويعات مختلفة من الجهاز إذا كنت ترغب في استخدام أنواع مختلفة من أغشية الأنماط الدقيقة أو مجرد مواد مختلفة، أو طلاءات مختلفة، وكافة السبل التي يمكنك من خلالها تعديل هذا النظام.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
يوضح هذا البروتوكول المصور التحفيز الميكانيكي للخلايا الجذعية باستخدام إجهاد الشد الدوري أحادي المحور. تعتمد هذه الطريقة على مفاعل حيوي مصمم خصيصاً وركائز مرنة ذات أنماط دقيقة لاستكشاف تأثيرات القوى الميكانيكية على سلوك الخلايا.
يتيح التحفيز الميكانيكي للخلايا الجذعية عبر الانفعال أحادي المحور الدوري تقليل المخاطر الميكانيكية في مراحل الاكتشاف المبكرة من خلال توضيح كيفية تأثير القوى الفيزيائية على مسارات التمايز. ويدعم هذا النهج التحقق من صحة الأهداف في الطب التجديدي عبر توفير قراءات كمية وقابلة للتكرار لاستجابات الخلايا الجذعية للإشارات الميكانيكية الحيوية. كما تعزز هذه الطريقة الثقة التنبؤية في النماذج قبل السريرية من خلال محاكاة البيئات الميكانيكية ذات الصلة الفسيولوجية، خاصة في تطبيقات القلب والأوعية الدموية.
تتكامل هذه الطريقة ضمن تسلسل عمليات الاكتشاف، بدءاً من اختبار الفرضيات في مراحل الاكتشاف المبكرة وصولاً إلى تحديد المركبات الواعدة والتحقق من الصلاحية في المرحلة قبل السريرية، لا سيما في البرامج التي تركز على الميكانيكا الحيوية.