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Artículo de método

In vitro modelo de cultivo celular para Toxic inhalado Prueba química

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DOI:

10.3791/51539

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8 de mayo de 2014

En este artículo

Resumen

Este protocolo está diseñado para demostrar método de exposición de cultivos de células a productos químicos tóxicos inhalados. La exposición de diferenciada interfaz aire-líquido (ALI) cultivos de células epiteliales de las vías respiratorias proporciona un modelo único de la exposición de las vías respiratorias a los gases tóxicos tales como el cloro. En este manuscrito se describe el efecto de la exposición al cloro en las culturas de la interfaz aire-líquido de las células epiteliales y la cultura sumergida de los cardiomiocitos. In vitro sistemas de exposición permiten importantes estudios sobre el mecanismo para evaluar las vías que podrían entonces ser utilizados para desarrollar nuevos agentes terapéuticos.

Resumen

Los cultivos celulares son indispensables para desarrollar y estudiar la eficacia de los agentes terapéuticos, antes de su uso en modelos animales. Tenemos la capacidad única de modelar las células del epitelio de la vía aérea humana y del músculo del corazón bien diferenciadas. Esto podría ser una herramienta muy valiosa para estudiar los efectos nocivos de los productos químicos tóxicos inhalados, como el cloro, que normalmente pueden interactuar con las superficies de las células, y forman varios subproductos al reaccionar con el agua, y la limitación de sus efectos en cultivos sumergidos. Nuestro modelo utilizando cultivos de células epiteliales de la vía aérea humana bien diferenciados en la interfaz aire liqiuid elude esta limitación, así como proporciona una oportunidad para evaluar los mecanismos fundamentales de la toxicidad de los potenciales químicos inhalados venenosas. Describimos una mayor pérdida de la integridad de la membrana, la liberación de caspasa y la muerte sobre químicos tóxicos inhalados, como la exposición al cloro. En este artículo, se propone métodos para modelar la exposición al cloro en el corazón de los mamíferos y de las vías respiratorias epiteliales cells en la cultura y sencillas pruebas para evaluar su efecto en estos tipos de células.

Introducción

La exposición a productos químicos tóxicos inhalados (TICs) / gases como el cloro (Cl 2) sigue siendo un problema de salud en curso en exposiciones accidentales, así como en su uso potencial como un agente de amenaza química. Aunque los pulmones son el blanco principal, órganos como el corazón y el cerebro también se ven afectados 1-3. Modelos in vivo se utilizan generalmente para las pruebas de toxicidad de las TIC, pero en los ensayos in vitro para la evaluación de la toxicidad son más simples, más rápido y más rentable. En modelos in vitro también permiten la extensa investigación de las interaccio....

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Protocolo

1. Culturas Rata cardiomiocitos

  1. Todos los experimentos se realizaron bajo protocolos aprobados por el cuidado de los animales y el uso comité institucional, IACUC.
  2. Obtener cardiomiocitos de rata de los corazones (ventrículos) de ratas macho (240-260 g) empleando los métodos descritos anteriormente 4. En pocas palabras, anestesiar a los animales con una inyección intraperitoneal de pentobarbital (100 mg / kg; confirmar la anestesia por el método pizca dedo del pie) y luego retire corazones en 10,0 ml, 1 mM Ca 2 + que contiene tampón Krebs Ringer, pH 7,4.
  3. Enjuague los corazones 5-6x para quitar la sangre y luego camb....

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Resultados

Cardiomiocitos en forma de varilla primaria se adhieren sobre matrices de laminina y se propagan y se diferencian en cultivos confluentes (Figura 1A y su inserción). Estas células se caracterizan además sobre la base de actina sarcomérica y la expresión de SERCA2 (Figuras 1B y 1C). Cardiomiocitos de rata son altamente susceptibles a la toxicidad de cloro como 15 minutos de exposición a 100 ppm de cloro causó grandes redondeo celular y muerte en cultivos sumergidos y la .......

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Discusión

El tipo más común de exposición a sustancias tóxicas agudas se produce cuando se respira un producto químico venenoso en los pulmones. Estas sustancias químicas también pueden ser tomadas rápidamente en el torrente sanguíneo y pueden afectar otros órganos, como el cerebro y el corazón. Toxicidad por inhalación de diversos agentes que utilizan modelos animales son estudiados e informó ampliamente, sin embargo los mecanismos son menos conocidos. Esto es un obstáculo importante en el desarrollo de terapias eficaces. Ausenc.......

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Divulgaciones

Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos.

Agradecimientos

Esta investigación es apoyada por el Programa de CounterACT, Institutos Nacionales de Salud (NIH), la Oficina del Director, y el Instituto Nacional de Ciencias de Salud Ambiental (NIEHS) Número de Grant U54 ES015678 (CWW). SA también es apoyado por el Hospital de Niños Escuela de Minas de Colaboración Premio Pilot # G0100394 y el Hospital de Niños # Premio Piloto de Investigación de Colorado Institue G0100471 Colorado / Colorado.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
RatasLaboratorios HarlanSprague-Dawley  
PentobarbitalSigma-AldrichP3761
CloroAirGas, IncX02NI99CP163LS1
Caspasa 3/7 kit PromegaG8091
Voltohmímetro epitelial y electrodo de palilloWorld Precision InstrumentsEVOM y STX2
Insertos SnapwellCorning07-200-708
Filtro de células de nailon de 70 micrasCorning#352360
Cámaras de biocontención de polisulfona BCU, Allentown Cage EquipmentBCU
DMEMLife technologies12491-015
Anticuerpo de actina sarcoméricaAbcam Cambridge, MAAnticuerpo AB28052
SERCA2Biorreactivos de afinidad, Golden, COMA3-9191
Anticuerpo Ki-67Dako, Carpintería, CAM7248
Anticuerpo secundario conjugado Alexa 488Invitrogen, Grand Island, NYA11029
BSASigma-AldrichA9418
CarnitinaSigma-AldrichC0283
TaurinaSigma-AldrichT8691
CreatininaSigma-AldrichC6257
Krebs Tampón RingerSigma-AldrichK4002
ProteasaSigma-AldrichP5147
ColagenasaSigma-AldrichC6885
ADNasaSigma-AldrichDN-25
Solución de Ringer LactatoAbott Laboratories7953
Suero de burroFisher Scientific017-000-001
PBS, solución salina tamponada con fosfatoSigma-AldrichD1408
4-15% Geles SDS-PAGEBio-Rad456-1083
Membrana de nitrocelulosaBio-Rad162-0115
Dergent, Tween Sigma-AldrichP1379
Kit de detección de peroxidasaPierce3402
DAPISigma-AldrichD9542
Medios de montaje, Fluormount GeBiosciences00-4958-02
Citrato de sodioSigma-Aldrich71497
ColágenoSigma-AldrichC7521
MEMSigma-AldrichM8028
LamininaBD biosciences354259
Penicilina/estreptomicinaLife Technologies15070063
FBSGibco200-6140AJ

Referencias

  1. Mohan, A., et al. Acute accidental exposure to chlorine gas: clinical presentation, pulmonary functions and outcomes. Indian J Chest Dis Allied Sci. 52, 149-152 (2010).
  2. Kose, A., et al.

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Reimpresiones y permisos

Etiquetas

Exposición al cloroepitelio respiratorio humanocardiomiocitos de rataresistencia eléctrica transepitelialliberación de caspasa 3 y 7pérdida de la integridad de la membranasistema de campana extractora químicamedición con flujómetromuerte celular apoptótica