Name: lung decellularization and recellularization
Uploaded: 2023-04-30T06:33:07.000Z
Duration: 8 min 45 s
Channel: JoVE

<div class="chapter_text" id="script_0">Des cultures in vitro des organes partielles ou entières servent souvent puisse fidèlement modèle tissus et organes fonctionner dans diverses conditions de test. Culture d’organes entiers peut impliquer la DÉCELLULARISATION, d’un organe excisée ou la suppression de cellules, afin d’utiliser la structure native orgue. Elle est suivie de la recellularization avec nouvelles cellules. L’utilisation de bioréacteurs spécialisés, sont souvent incorporés dans le processus de recellularization, pour imiter la croissance des tissus dans le corps. Cette vidéo, présentent les principes fondamentaux derrière la culture de tissu des organes entiers et démontrer la procédure dans le laboratoire.</div><div class="chapter_text" id="script_1">Ce processus commence par la récolte d’un organe du donneur. Dans cet exemple, nous montrons un poumon donneur d’un singe. Par un processus appelé détergente perfusion, l’organe isolé est systématiquement nettoyé de sa population native cellule par une série de lavages. Résultant en une matrice d’orgue acellulaire stérile. Ensuite la matrice tissulaire est recellularized à l’aide de types de cellules spécifiques, comme une ligne de cellules souches. Les cellules peuvent également être donnés par la personne qui reçoit l’ingénierie tissulaire. Appelée autogreffe de cellules. Cela atténue rejet et améliore la biocompatibilité de l’orgue. Par ailleurs, les cellules peuvent être utilisées provenant d’un donneur différent. Appelée greffe allogénique. Cet devra peut être poursuivi, si un nombre suffisant de cellules ne peut être récolté auprès de l’acquéreur potentiel. Une fois que les cellules sont ensemencées à l’orgue, bioréacteurs de tissus sont utilisés pour stimuler la prolifération cellulaire et la croissance tissulaire directe. Ces réacteurs visent à dynamiquement la culture de l’orgue et imiter l’environnement natif trouvé in vivo. Par exemple, l’orgue peut être connecté à une pompe péristaltique afin de simuler la circulation sanguine. Maintenant que vous avez appris sur les principes de la culture de l’orgue, nous allons jeter un coup d’oeil à un exemple de procédure mettant en cause la culture d’organes entiers des poumons de donateurs.</div><div class="chapter_text" id="script_2">Pour commencer le donneur poumons sont placés dans un bac de dissection et de l’artère pulmonaire canulées en introduisant un connecteur luer femelle dans la cavité ouverte. Un deuxième connecteur luer femelle, est ensuite inséré dans l’ouverture trachéale. Tamponné phosphate salin ou PBS, contenant 30 unités par millilitres d’héparine et cinq microgrammes par millilitre de nitroprussiate de sodium, est alors inculqué pour faciliter l’élargissement des vaisseaux sanguins et l’élimination de l’air emprisonné dans les poumons. La solution est expulsée par recul naturel et répétée deux fois plus avant le bouchage de la canule, pour contenir la solution dans les poumons pour dissoudre les résidus de sang. Puis les deux oreillettes sont déchirées et le cap de canule trachéale luer est retirée, afin de faciliter le drainage du liquide. Perfusion continue avec la solution de nitroprussiate de PBS, l’héparine et de sodium, jusqu'à autant de sang que possible est supprimé de la vascularisation pulmonaire. Pour commencer decellurization, les poumons sont gonflés et imprégnés d’eau désionisée. Après cinq lavages artérielles et vasculaires, les poumons sont retirés de l’eau et immergés dans un détergent appelé Triton, pour déloger les cellules tandis que minimalement ayant une incidence sur la matrice de l’orgue. Les poumons sont gonflés deux fois plus avec solution de Triton, avant incubation durant la nuit à quatre degrés Celsius. Après incubation, les poumons sont lavés cinq fois plus d’eau désionisée. Ensuite, les poumons sont immergés dans la solution de désoxycholate de Sodium 2 % et ensuite lavé plusieurs fois, avec une solution d’eau et de la mémoire tampon, afin de faciliter la DÉCELLULARISATION et l’élimination des débris cellulaires. Lorsque complètement nettoyé l’orgue est stocké dans une solution de PBS stérile à quatre degrés Celsius jusqu'à utilisation.</div><div class="chapter_text" id="script_3">Un bioréacteur spécialisé peut être utilisé pour imiter le comportement naturel des poumons, comme celui montré ici. Tout d’abord, la principale chambre du réacteur est remplie de milieu de culture, qui a été équilibrée dans l’atmosphère de dioxyde de carbone de 5 %. Puis l’orgue est installé. Une fois connecté, le couvercle est sécurisé et l’air est évacué, du tube à l’aide d’une seringue. Le bioréacteur est ensuite déplacé vers un incubateur de culture tissulaire s’équilibrer. Ensuite, les poumons sont ventilés avec environ, une respiration complète toutes les deux minutes. Et le milieu circule dans le système vasculaire, par l’intermédiaire de la pompe péristaltique, à environ 10 millilitres par minute, pour un total de 30 minutes.</div><div class="chapter_text" id="script_4">Pour les voies respiratoires, les poumons l’ensemencement sont gonflés, avec une cellule suspension contenant la moelle osseuse provenant des cellules souches mésenchymateuses. Pour recellularize les alvéoles, qui sont responsables de l’oxygène et le dioxyde de carbone, les échanges gazeux qui se déroule dans les poumons. Les poumons sont ensuite incubés durant une nuit, pour permettre les cellules fixer sur la matrice DECELLULARISE. Après une nuit d’incubation, une ventilation est relancée, et les cellules sont autorisés à cultiver dans la matrice de l’orgue pendant plusieurs jours. Suivant l’ensemencement vasculaire est complétée par l’introduction progressive des cellules endothéliales à l’aide de la pompe péristaltique, d’ouvrir la recellularization de petits vaisseaux. Et puis cultivées statiquement pendant plusieurs heures, afin de faciliter le développement d’un organe précis cellulaire. Milieu de culture soient diffusée à nouveau, et les cellules sont cultivées pendant une semaine pour favoriser la croissance et les pièces jointes dans des conditions dynamiques. Une fois terminée la croissance tissulaire histologie est effectuée, pour confirmer la fixation et la croissance des cellules souches mésenchymateuses tant cellules endothéliales, sur les vaisseaux et les voies respiratoires de l’orgue. L’histologie montre l’attachement des cellules souches mésenchymateuses et les cellules endothéliales aux alvéoles dans l’échafaudage de la matrice et petits vaisseaux vasculaires. Pour créer l’apparence du tissu pulmonaire native.</div><div class="chapter_text" id="script_5">Maintenant que vous avez appris sur la culture de l’organe entier, nous allons jeter un oeil à quelques applications pratiques de cette technologie à l’extérieur de l’objet principal de la médecine régénérative et le remplacement de l’orgue. Culture d’organes entiers peut également servir comme un moyen de tester les agents pharmaceutiques ou dispositifs. Pour exemple dans cette thyroïde embryonnaires de souris d’étude étaient explantées, cultivé et utilisé comme un modèle d’organes à observer comment expérimentales agents pharmaceutiques sont transportés à travers les organes et de tissus. Cette simulation pourrait déboucher sur une représentation plus réaliste de la façon dont un médicament, il est transféré au sein d’un organe in vivo. Enfin, culture de tissus d’organes entiers permet d’étudier le comportement des tissus dans diverses conditions. Par exemple, les disques intervertébraux ont été récoltées de queues bovine pour étudier les mécanismes possibles, de dégénérescence discale. Spécialement conçu pour les bioréacteurs travaillaient, pour induire une charge mécanique du disque, afin de mieux comprendre la dégénérescence l’impact de ces charges.</div><div class="chapter_text" id="script_6">Vous avez juste regardé les vidéo de Jove sur toute Culture tissulaire d’organes. Vous doit maintenant comprendre comment tout organes, peuvent être cultivées in vitro, et comment cette technique est appliquée dans le domaine de la bio-ingénierie. Merci de regarder.</div>

culture d'organes entiers

Organes entiers peuvent être cultivées ex vivo à l’aide de bioréacteurs spécialisés, dans le but de réparer ou remplacer les organes ensemble. Cette méthode utilise un organe du donneur qui est dépouillé de toutes les cellules, laissant derrière lui la structure tridimensionnelle et est puis rempli à nouveau avec les nouvelles cellules. Cette vidéo illustre la culture de la totalité de l’organe des poumons et montre comment une culture dynamique qui imite la stimulation mécanique du corps est nécessaire pour induire des propriétés des tissus natifs.

Culture d'organes entiers

Whole organs can be cultured ex vivo using specialized bioreactors&#160;with the goal of repairing or replacing entire organs. This method uses a donor ...

Les cultures in vitro d’organes partiels ou entiers sont souvent utilisées afin de modéliser avec précision le fonctionnement des tissus et des organes dans diverses conditions d’essai. La culture d’un organe entier peut impliquer la décellularisation d’un organe excisé ou l’ablation de cellules afin d’utiliser la structure de l’organe natif. S’ensuit la recellularisation avec de nouvelles cellules. L’utilisation de bioréacteurs spécialisés sont souvent incorporés dans le processus de recellularisation pour imiter la croissance des tissus dans le corps. Cette vidéo présentera les principes fondamentaux de la culture de tissus d’organes entiers et démontrera la procédure en laboratoire. Ce processus commence par le prélèvement d’un organe de donneur. Dans cet exemple, nous montrons le poumon d’un donneur provenant d’un singe. Grâce à un processus appelé perfusion détergente, l’organe isolé est systématiquement nettoyé de sa population cellulaire native par une série de lavages, ce qui permet d’obtenir une matrice d’organe acellulaire stérile. Ensuite, la matrice tissulaire est recellularisée à l’aide de types de cellules spécifiques, tels qu’une lignée de cellules souches établie. Les cellules peuvent également être données par la personne qui reçoit le tissu modifié, ce qu’on appelle l’autogreffe de cellules. Cela atténue le rejet et améliore la biocompatibilité de l’organe. Alternativement, les cellules peuvent être utilisées à partir d’un donneur différent, ce qu’on appelle la transplantation allogénique. Il peut être nécessaire de poursuivre cette approche si un nombre suffisant de cellules ne peut pas être prélevé sur le receveur potentiel. Une fois que les cellules sont ensemencées sur l’organe, des bioréacteurs tissulaires sont utilisés pour stimuler la prolifération cellulaire et diriger la croissance des tissus. Ces réacteurs visent à cultiver dynamiquement l’organe et à imiter l’environnement natif trouvé in vivo. Par exemple, l’organe peut être connecté à une pompe péristaltique afin de simuler le flux sanguin. Maintenant que vous avez appris les principes de la culture d’organes, jetons un coup d’œil à un exemple de procédure impliquant l’ensemble de la culture d’organes de poumons de donneurs. Pour commencer, les poumons du donneur sont placés dans un plateau de dissection et l’artère pulmonaire canulée en introduisant un connecteur Luer femelle dans la cavité ouverte. Un deuxième connecteur Luer femelle est ensuite inséré dans l’ouverture trachéale. Une solution saline tamponnée au phosphate ou PBS – contenant 30 unités par millilitre d’héparine et cinq microgrammes par millilitre de nitroprussiate de sodium – est ensuite instillée pour faciliter l’élargissement des vaisseaux sanguins et l’élimination de l’air emprisonné des poumons. La solution est expulsée par le recul naturel et répétée deux fois de plus avant de boucher la canule, pour retenir la solution dans les poumons afin de dissoudre tout sang résiduel. Ensuite, les deux oreillettes sont lacérées et le capuchon de la canule luer trachéale est retiré pour faciliter le drainage du liquide. La perfusion se poursuit avec la solution de PBS, d’héparine et de nitroprussiate de sodium jusqu’à ce que le plus grand nombre possible de sang soit retiré du système vasculaire pulmonaire. Pour commencer la décellurisation, les poumons sont gonflés et imprégnés d’eau déminéralisée. Après cinq lavages artériels et vasculaires, les poumons sont retirés de l’eau et immergés dans un détergent appelé Triton pour éliminer les cellules tout en impactant le moins possible la matrice des organes. Les poumons sont gonflés deux fois de plus avec la solution Triton avant d’incuber pendant la nuit à quatre degrés Celsius. Après l’incubation, les poumons sont lavés cinq fois de plus avec de l’eau fraîche déminéralisée. Ensuite, les poumons sont immergés dans une solution de désoxycholate de sodium à 2 %, puis lavés plusieurs fois avec de l’eau et une solution tampon pour faciliter la décellularisation et l’élimination des débris cellulaires. Une fois complètement nettoyé, l’organe est stocké dans une solution stérile de PBS à quatre degrés Celsius jusqu’à son utilisation. Pour imiter le comportement naturel des poumons, un bioréacteur spécialisé peut être utilisé, comme celui montré ici. Tout d’abord, la chambre principale du réacteur est remplie d’un milieu de culture qui a été équilibré à l’atmosphère de dioxyde de carbone à 5 %. Ensuite, l’orgue est installé. Une fois connecté, le couvercle est sécurisé et tout l’air est évacué de la tubulure à l’aide d’une seringue. Le bioréacteur est ensuite déplacé vers un incubateur de culture tissulaire pour s’équilibrer. Ensuite, les poumons sont ventilés avec environ une respiration complète toutes les deux minutes et le milieu circule dans le système vasculaire, via la pompe péristaltique, à environ 10 millilitres par minute, pour un total de 30 minutes. Pour l’ensemencement des voies respiratoires, les poumons sont gonflés avec une suspension cellulaire contenant des cellules souches mésenchymateuses dérivées de la moelle osseuse. Pour recellulariser les alvéoles, qui sont responsables de l’échange gazeux d’oxygène et de dioxyde de carbone qui a lieu dans les poumons. Les poumons sont ensuite incubés pendant la nuit, pour permettre aux cellules de se fixer à la matrice décellularisée. Après une nuit d’incubation, la ventilation est rétablie et les cellules sont autorisées à se développer dans la matrice de l’organe pendant plusieurs jours. Ensuite, l’ensemencement vasculaire est complété par l’introduction progressive de cellules endothéliales à l’aide de la pompe péristaltique - pour initier la recellularisation des petits vaisseaux - puis cultivé statiquement pendant plusieurs heures - pour faciliter le développement d’un organe cellulaire précis. Le milieu de culture circule à nouveau et les cellules sont cultivées pendant une semaine pour favoriser la croissance et l’attachement dans des conditions dynamiques. Une fois la croissance tissulaire terminée, une histologie est effectuée pour confirmer l’attachement et la croissance des cellules souches mésenchymateuses et des cellules endothéliales sur le système vasculaire et les voies respiratoires de l’organe. L’histologie montre l’attachement des cellules souches mésenchymateuses et des cellules endothéliales aux alvéoles à l’intérieur de l’échafaudage matriciel et aux petits vaisseaux vasculaires, créant l’apparence du tissu pulmonaire natif. Maintenant que vous en savez plus sur la culture d’organes entiers, jetons un coup d’œil à quelques applications pratiques de cette technologie en dehors de l’objectif principal de la médecine régénérative et du remplacement d’organes. La culture d’organes entiers peut également être utilisée comme moyen de tester des agents pharmaceutiques ou des dispositifs d’administration de médicaments. Par exemple, dans cette étude, des thyroïdes embryonnaires de souris ont été explantés, cultivés et utilisés comme modèle d’organe pour observer comment les agents pharmaceutiques expérimentaux sont transportés à travers l’organe et les tissus. Cette simulation pourrait finalement conduire à une représentation plus réaliste de la façon dont un médicament est transféré dans un organe in vivo. Enfin, la culture de tissus d’organes entiers peut être utilisée pour étudier le comportement des tissus dans diverses conditions. Par exemple, des disques intervertébraux ont été prélevés sur des queues de bovins pour étudier les mécanismes possibles de dégénérescence discale. Des bioréacteurs spécialement conçus ont été utilisés pour induire une charge mécanique sur le disque afin de mieux comprendre comment ces charges affectent la dégénérescence. Vous venez de regarder la vidéo de Jove sur la culture de tissus d’organes entiers. Vous devriez maintenant comprendre comment des organes entiers peuvent être cultivés in vitro et comment cette technique est appliquée dans le domaine de la bio-ingénierie. Merci d’avoir regardé.

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Whole Organ Tissue Culture

lung decellularization and recellularization

Whole organs can be cultured ex vivo using specialized bioreactors to support repair or replacement of entire organs. In this approach, a donor organ is first stripped of all cells. What remains is the three-dimensional structure of the organ, which can then be repopulated with new cells.

The lung is the example shown here. The method uses a dynamic culture system that provides mechanical stimulation, similar to what the organ experiences in the body. This type of culture helps induce native tissue properties in the developing lung tissue.

Lung Decellularization and Recellularization

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overview of biomaterials

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Biomaterials are materials designed to interact well with biological organisms or molecules. They may come from an organism, be produced by an organism, or be made as a synthetic polymer. Because of these properties, engineers use biomaterials in medicine and other biological applications. These materials are used in tissue engineering, biosensing, and drug delivery. Tissue engineering uses materials to support the growth or repair of tissues. Biosensing uses materials to detect biological...

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Growing Cells in Bioreactors

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3D Cell Growth on Engineered Matrices

Histotypic tissue culture uses an engineered three-dimensional matrix to grow and propagate cells. Compared with common two-dimensional tissue culture, cells in a 3D setting behave more realistically and better mimic native tissue. The method is useful when high cell density is needed. The process begins by harvesting cells from donor tissue. Those cells are then placed onto an engineered construct for culture. This setup supports growth in a three-dimensional space instead of a flat surface.

whole organ tissue culture

Whole organs can be cultured ex vivo using specialized bioreactors to support repair or replacement of entire organs. In this approach, a donor organ is first stripped of all cells. What remains is the three-dimensional structure of the organ, which can then be repopulated with new cells. The lung is the example shown here. The method uses a dynamic culture system that provides mechanical stimulation, similar to what the organ experiences in the body. This type of culture helps induce native...

bioengineering

Cette collection couvre les concepts fondamentaux de la bio-ingénierie, comprenant la production de biomatériaux, la culture en 3 dimensions et la culture d'organes, les techniques de biotraitement et les domaines des systèmes complexes que sont les bioMEM et la biodétection.

Learn how donor lungs are decellularized, repopulated with new cells, and grown in bioreactors that provide dynamic mechanical stimulation.

Lung Decellularization and Recellularization

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