Generierung eines Organkulturmodells zur Simulation von Bandscheibenerkrankungen im Frühstadium

Nehmen Sie eine Bandscheibe (IVD), eine kissenartige Struktur zwischen den Wirbeln, von einem Rinderschwanz.

Positionieren Sie es vertikal und injizieren Sie rekombinantes TNF-α, ein entzündungsförderndes Zytokin, in den Nucleus pulposus (NP), den gelartigen Kern.

Ziehen Sie die Spritze halb zurück und ziehen Sie den Kolben, um ein Vakuum zu erzeugen und einen Rückfluss von TNF-α zu verhindern. Entfernen Sie dann die Spritze.

Legen Sie das IVD in eine Bioreaktorkammer mit Medien und üben Sie täglich eine starke Druckbelastung aus.

TNF-α bindet an seine Rezeptoren auf NP-Zellen und löst so eine Signalkaskade aus.

Dadurch werden Initiator- und Executioner-Caspasen aktiviert, die zelluläre Proteine abbauen und Apoptose induzieren.

TNF-α aktiviert auch den Transkriptionsfaktor NF-κB, der die inflammatorische Genexpression induziert, was zur Freisetzung von Enzymen führt, die die extrazelluläre Matrix des IVD abbauen.

Zusätzlich führt die starke Druckbelastung zu mechanischer Beanspruchung, die das IVD weiter verschlechtert.

Dies reduziert die Körpergröße der IVD im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen und etabliert ein degeneratives und proinflammatorisches Modell der IVD-Erkrankung im Frühstadium.

Nach dem ersten dynamischen Ladezyklus am ersten Tag legen Sie die IVDs direkt in einer vertikalen Position in eine Petrischale und stabilisieren sie mit einer Pinzette. Injizieren Sie rekombinantes TNF alpha mit einer 30-Gauge-Insulinnadel langsam mit einer Geschwindigkeit von etwa 70 Mikrolitern pro Minute in die IVDs der pathologischen Gruppe. Ziehen Sie nach der Injektion die Spritze halb zurück und ziehen Sie am Kolben, um ein Vakuum zu erzeugen, das ein Auslaufen der injizierten Lösung verhindert. Entfernen Sie dann die Spritze vollständig aus dem IVD.