رقاقة المستندة إلى خلية ثقافة ثلاثي الأبعاد في المفاعلات الصغيرة Perfused

مرحبا ، أنا إريك جوتوالد وأنا عالم أبحاث في معهد الواجهات البيولوجية التابع لمعهد وير للتكنولوجيا. واليوم أود أن أقدم لكم نظامنا النشط بيولوجيا الصغير القائم على الرقاقة. قبل أن نتمكن من استخدام الرقاقة في تطبيقات زراعة الخلايا ، يتعين علينا تحلل البوليمر وعلينا خفض تصنيف المنطقة ذات البنية الدقيقة.

يتم تحقيق ذلك بمجرد غمس الرقاقة في تركيزات مختلفة من الأيزوبروبانول ، بدءا من 100٪ ، أقوم بغمس الرقاقة بضع ثوان فقط في كل تركيز والخطوة الأخيرة هي الماء فقط. بعد ذلك ، يتم تجفيف الرقاقة وأخيرا يتعين علينا تغطية الرقاقة بالكولاجين ، وهو حل واحد لتسهيل التصاق الخلايا بالبوليمر. يتم ذلك عن طريق تقطير بضع قطرات فقط من الكولاجين ، وهو محلول واحد فوق المنطقة ذات البنية الدقيقة ، وفي هذه الحالة ، يتم تحضين الرقاقة عند أربع درجات مئوية بين عشية وضحاها.

بعد الحضانة الليلية بمحلول الكولاجين واحد ، تتم إزالة المحلول وغسل الرقاقة باستخدام PBS معقم بعد ذلك ، أيضا ، تتم إزالة PBS وأصبحت الرقاقة جاهزة الآن لتلقيح الخلايا. الآن سنقوم بتلقيح سفينة الخلية بتعليق من الخلايا المفردة ، ويتم ذلك فقط عن طريق وضع 150 ميكرولتر من معلق الخلية فوق المنطقة البنية الدقيقة. بعد ترسب الخلايا ، يتم تحضين الرقاقة لمدة ثلاث ساعات عند 37 درجة في حاضنة.

بعد فترة الحضانة التي تبلغ ثلاث ساعات ، تتم إزالة الشريحة من الحاضنة وهي الآن جاهزة للإدخالها في ector. لهذا الغرض ، يتم إخراج ector من عبوته المعقمة ويتم تحقيق العقم عن طريق تشعيع جاما لرقائق الشفافية هذه. لذلك علينا فقط فتح العبوة وإزالة ector.

ما سنفعله بعد ذلك هو إدخال الجزء العلوي من الزجاجة في هذا الخزان المتوسط حتى نتمكن من تفكيك مبيت المفاعل الحيوي لإدخال الشريحة. بعد فتح مبيت المفاعل الحيوي ، يمكننا إدخال الشريحة الآن ، والتي يتم تحقيقها بمجرد وضع الشريحة في أخدود مبيت المفاعل الحيوي ويمكن الآن تجميع الفاعل مرة أخرى. ما يتعين علينا القيام به أخيرا هو أنه يتعين علينا الاتصال بالمرشحات المعقمة بالخزان المتوسط ومنفذ أخذ عينات معقم واحد.

لقياس توتر الأكسجين الفعلي في حلقة الدوران المغلقة ، سنقوم بإدخال مستشعرين للأكسجين بمجرد تركيبهما بين هذين الموصلين. الفاعل جاهز الآن للملء بوسيط الثقافة. أصبح نظام البكتيري جاهزا الآن للتعبئة بوسط زراعة الخلايا ، ويتم تحقيق ذلك ببساطة عن طريق توصيل حلقة الدوران المغلقة بمضخة الأسطوانة.

من خلال هذا ، سنقوم في نفس الوقت بخفض الدورة الدموية بأكملها. كما ترون هنا في نافذة Ector ، يمكنك رؤية الوسيط يخرج من الأسفل يرتفع ويرتفع ، ويترك الفاعل في الأعلى. قبل أن نضع نظام Bactor في الحاضنة ، نتحكم في ملء حلقة الدورة الدموية الخالية من الفقاعات

الآن النظام مليء بالكامل بوسط زراعة الخلايا ويمكننا نقل المفاعل الحيوي إلى الحاضنة. الآن سنضع رئيس الجامعة في غرفة الحضانة. ولهذا ، في البداية ، يتم توصيل ثنائي رئيس الجامعة بمضخة الأسطوانة ، كما رأيت بالفعل قبل فترة وجيزة ، والآن يتم تقويض ector بنشاط بواسطة هذه الوسيلة من الزجاجة.

وللحفاظ على تركيز الأكسجين المحيط ، نقوم بتوصيل الخزان المتوسط بإمداد الغاز. وأخيرا ، سنقوم بتوصيل مستشعرين للأكسجين بالدورة الدموية لمراقبة توتر الأكسجين في النظام عبر الإنترنت. اكتمل الإعداد الآن ويمكن تشغيله طالما قمت بتصميم التجربة.

واحدة من أقوى الأدوات أثناء تحليل وظائف النمط العضوي للخلايا داخل حاويات MicroCon هي مجهر المسح بالليزر ، والذي يمكنك رؤيته هنا. يمنحنا مجهر المسح بالليزر الفرصة للنظر في كل حاوية MicroCon دون تدمير. ونظرا لأنه يمكن استخدام حاويات MicroCon أو الشريحة لطرق التألق المناعي التقليدية للتلطيخ المناعي ، فنحن قادرون على اكتشاف جميع أنواع العلامات والوظائف العضوية داخل الحاويات الصغيرة.

كما ترون هنا في الرسوم المتحركة لهذه الشريحة ، فإن الجزء السفلي مليء بالكامل بالخلايا بالإضافة إلى جدران حاوية MicroCon. لدينا الكثير من الخلايا الحية تماما ، ولدينا عدد قليل جدا جدا من الخلايا الميتة. توضح لك الصورة التالية أنه يمكننا اكتشاف جميع أنواع وظائف النمط العضوي داخل حاوية MicroCon.

على سبيل المثال ، بالنسبة لخلايا الكبد ، يمكن أن يسمع إنتاج الألبومين أو E تعبيرا في الخلايا ، والذي يمكنك رؤيته هنا بشكل جيد في التراكب. النواة ملطخة باللون الأزرق. البيئة هنا ملطخة باللون الأخضر ، ويتم التعبير عن الألبومين أو تلطيخه باللون الأحمر.

وكما ترون هنا بشكل جيد ، يتم التعبير عن جميع وظائف النمط العضوي التي تتوقعها من خلايا الكبد بشكل جيد في هذا النوع من الثقافة ثلاثية الأبعاد. علاوة على ذلك ، نظرنا إلى علامة أخرى لخلايا الكبد ، وكان هذا هو السيتوكيراتين 18 ، وهذه الصورة توضح لك أن السيتوكيراتين 18 يتم التعبير عنه بشكل جيد أيضا في هذا النوع من الثقافات. ونأمل أن يقنعك هذا بأن هذا النوع من وظائف النمط العضوي قد يكون مفيدا لثقافات النمط العضوي الأخرى أيضا.

بعد نهاية تجربة Biore ، يمكن استخدام الشريحة لعزل جميع أنواع المكونات الخلوية ، مثل على سبيل المثال ، الحمض النووي الريبي الكلي. كما ترون هنا ، نعرض لك هنا إجمالي كمية الحمض النووي الريبي ، التي تم عزلها عن نظام المفاعل الحيوي. يمكن بعد ذلك استخدام هذا الحمض النووي الريبي الكلي لتطبيقات المصب مثل على سبيل المثال ، Realtime PCR ، أو كما ترون هنا ، تحليل المصفوفات الدقيقة.

علاوة على ذلك ، يمكن عزل الخلايا السليمة عن النظام ويمكن بعد ذلك استخدام هذه الخلايا لتحليل قياس التدفق الخلوي التقليدي. كما ترون هنا ، آمل أن نتمكن من أن نوضح لكم أن النظام قد يكون مفيدا لجميع أنواع التطبيقات التي تتطلب تفاعلات النمط العضوي وأن النظام قد يكون مفيدا لجميع تلك الأنواع من التطبيقات التي لم نفكر فيها حتى الآن ، مثل تطبيقات الخلايا الجذعية على سبيل المثال.