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Courant dans des essais à base de cellules in vitro sont deux dimensions (2D). Cette configuration est pas naturelle pour les cellules de mammifère et donc pas physiologiquement pertinente 1; cellules présentent une grande diversité de formes, de tailles et de phénotypes hétérogènes. Ils présentent de sérieuses limitations supplémentaires lorsqu'il est appliqué à des applications de dépistage, comme une distribution désordonnée dans le plan et les phénotypes extrêmes de organites cellulaires (fibres de stress, en particulier). Ceci est particulièrement important dans les essais cliniques pour le dépistage des drogues, où les hautes budgets sont dépensés chaque année. La plupart de ces médicaments ne parviennent que lorsqu'ils sont appliqués à des modèles animaux en raison de la condition de culture 2D artificiel dans les stades précoces du criblage des médicaments. En outre, en utilisant cette approche, des organites cellulaires spécifiques ne peut pas être visualisée correctement, comme la bague de actomyosine cytokinétique pendant la mitose cellulaire et, en général des structures qui évoluent dans le plan perpendiculaire au plan d'observation. Certainsnouveaux tests 2D ont été proposées afin de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus et des informations importantes sur l' organisation du cytosquelette ont été observées 2,3. Cependant, ces tests présentent encore une limitation sérieuse: les cellules présentent un phénotype très propagation contrairement à ce qui est observé in vivo, où les cellules présentent une architecture 3D. Ces artefacts associés à la méthode de culture peut déclencher des caractéristiques non physiologiques , telles que le renforcement de fibres de stress 1,4,5.
Tridimensionnelles des analyses de culture cellulaire fournissent de nombreux avantages par rapport aux environnements 2D 6,7. Ils sont physiologiquement plus pertinent, et les résultats sont donc significatifs. A titre d'exemple, les cellules incorporées dans les hydrogels présentent des structures 3D-like mais leurs morphologies diffèrent d'une cellule à l' autre 8,9. Cependant, leurs morphologies diffèrent d'une cellule à une autre, ce qui complique les applications de criblage. Une autre stratégie consiste à intégrer uniqueles cellules dans des cavités microfabriqués 10,11. position de cellules, la forme, la polarité et l'organisation interne de la cellule peuvent alors devenir normalisée. En plus de fournir une architecture 3D ressemblant à des cellules, microcavités permet également de haute contenu des études de dépistage 10,12-14; des cellules individuelles peuvent être commandées en microréseaux et des organites cellulaires et leurs évolutions peuvent être observées en parallèle. Cette régularité fournit de bonnes statistiques à faible nombre de cellules et de meilleures résolutions temporelles / spatiales. Des composés utiles sont plus faciles à identifier de manière fiable.
Dans cette étude, nous montrons la fabrication et l' application d'un nouveau système de culture de cellules unique 3D-like pour les applications à haut contenu de dépistage 10,12,13. Le dispositif est constitué d'un réseau de microcuves élastomères (10 5 cavités / cm 2), inventé '' coquetiers (CE). Dimensions et volume total des CE dans ce travail sont optimisés pour le volume typique des cellules NIH3T3 et HeLa individuelsau cours de la division cellulaire. Morphologie des cavités cylindriques - - est sélectionné pour la forme des cellules correctement orient pour la visualisation des processus actifs. Replica moulage est utilisé pour modèle un tableau de la CE sur un polydiméthylsiloxane mince (PDMS) couche collée sur un verre lamelle 15,16. Les cellules sont introduites dans les CE par centrifugation. Nous rapportons ici l'observation et la normalisation des organites cellulaires (fibres de stress d'actine, appareil de Golgi et noyau) en 3D (CE) en comparaison avec les mêmes cellules sur 2D (plat) surfaces. Nous présentons également l'observation des processus dynamiques actifs tels que la fermeture de l'anneau de actomyosine cytokinétique lors de la mitose des cellules 17. Enfin, nous montrons les résultats de cette méthodologie sur d' autres systèmes avec des parois rigides, tels que la levure bourgeonnante, levure de fission et C. embryons elegans qui confirme l'applicabilité de notre méthodologie à une large gamme de systèmes modèles.
Nous présentons ensuite une p détaillée et exhaustiverotocol afin de fabriquer et d'appliquer les «coquetiers» pour microfabrication 3D. Notre approche est simple et n'a pas besoin d'une chambre propre. Nous prévoyons que cette nouvelle méthodologie sera particulièrement intéressante pour les essais de criblage de médicaments et de la médecine personnalisée, en remplacement de boîtes de Pétri. Enfin, notre dispositif sera utile pour étudier les distributions des réponses des cellules à des stimuli externes, par exemple dans le cancer 18 ou dans la recherche fondamentale 19.