Bestellen Einzelzellen und Einzel Embryos in 3D Confinement: Ein neues Gerät für High Content Screening

Viktoria Wollrab; David Caballero; Raghavan Thiagarajan; Daniel Riveline

doi:10.3791/51880

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Methodenartikel

Bestellen Einzelzellen und Einzel Embryos in 3D Confinement: Ein neues Gerät für High Content Screening

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DOI:

10.3791/51880

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18. September 2016

Viktoria Wollrab¹^,² , David Caballero¹^,² , Raghavan Thiagarajan¹^,² , Daniel Riveline¹^,²

¹Laboratory of Cell Physics, Institut de Science et d'Ingénierie Supramoléculaires (ISIS), CNRS and Université de Strasbourg, ²Development and Stem Cells Program, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), CNRS and Université de Strasbourg

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir berichten über eine Vorrichtung und ein neues Verfahren Zellen und Embryonen zu untersuchen. Einzelne Zellen werden in Mikroresonator-Arrays genau bestellt. Ihre 3D Haft ist ein Schritt in Richtung 3D-Umgebungen unter physiologischen Bedingungen auf und lässt zu Organell Orientierung. Durch die Steuerung der Zellform, minimiert diese Setup-Variabilität in Standardtests berichtet.

Zusammenfassung

Biologische Zellen sind in der Regel auf ebenen (2D) Oberflächen beobachtet. Dieser Zustand ist nicht physiologisch, und Phänotypen und Formen sind sehr variabel. Screening auf Basis von Zellen in solchen Umgebungen haben daher gravierende Einschränkungen: Zellorganellen zeigen extreme Phänotypen, Zelle Morphologien und Größen sind heterogene und / oder spezifische Zellorganellen nicht richtig sichtbar gemacht werden kann. Darüber hinaus werden in vivo Zellen in einer 3D - Umgebung angeordnet ist ; In dieser Situation zeigen Zellen unterschiedliche Phänotypen vor allem wegen ihrer Wechselwirkung mit der umgebenden extrazellulären Matrix des Gewebes. Um Reihenfolge der einzelnen Zellen in einem physiologisch relevanten 3D - Umgebung für zellbasierte Assays zu standardisieren und zu erzeugen, berichten wir hier die Mikrofertigung und Anwendungen einer Vorrichtung zur In - vitro - 3D - Zellkultur. Diese Vorrichtung besteht aus einer 2D - Anordnung von Mikrokavitäten (typischerweise 10 ⁵ Kavitäten / cm ^2), die jeweils mit einzelnen Zellen oder Embryonen gefüllt. Zell position, Form, Polarität und interne Zellorganisation dann normalisiert werden eine 3D-Architektur zeigt. Wir verwendeten Replik Formens Muster eine Reihe von Mikrokavitäten, 'eggcups', auf eine dünne Polydimethylsiloxan (PDMS) Schicht auf einem Deckglas geklebt. Hohlräume wurden mit Fibronectin bedeckt Haftung zu erleichtern. Zellen wurden durch Zentrifugation eingesetzt. Füllprozentsatz wurde für jedes System optimiert, um 80% ermöglicht werden. Die Zellen und Embryonen Lebensfähigkeit wurde bestätigt. Wir wendeten diese Methode zur Visualisierung von Zellorganellen wie Nukleus und Golgi-Apparat, und aktive Verfahren, wie das Schließen des Rings während zytokinetischen Zellmitose zu studieren. Dieses Gerät erlaubt die Identifizierung von neuen Features, wie zB periodische Ansammlungen und Inhomogenitäten von Myosin und Aktin während der zytokinetischen Ringschluss und verdichtet Phänotypen für Golgi und Kern-Ausrichtung. Wir gekennzeichnet , das Verfahren für Säugetierzellen, Spalthefe, Bäckerhefe, C. elegans with spezifische Anpassung in jedem Fall. Schließlich machen die Eigenschaften dieses Gerät interessant besonders für Arzneimittel-Screening-Assays und personalisierte Medizin.

Einleitung

Strom in vitro zellbasierten Assays , sind zweidimensionale (2D). Diese Konfiguration ist nicht natürlich für Säugerzellen und ist daher nicht physiologisch relevant ^1; Zellen zeigen eine Vielfalt von Formen, Größen und heterogenen Phänotypen. Sie stellen zusätzliche ernsthafte Einschränkungen bei dem Screening-Anwendungen angewandt, wie beispielsweise eine ungeordnete Verteilung innerhalb der Ebene und extreme Phenotypen von Zellorganellen (Stressfasern, insbesondere). Dies ist besonders wichtig in klinischen Studien für Drogentests, bei denen eine hohe Budgets jedes Jahr ausgegeben. Die meisten dieser Medikamente versagen jedoch, wenn die Tiermo....