Bioimpression directe de sphéroïdes mammaires multicellulaires 3D sur les réseaux endothéliales

Swathi Swaminathan; Alisa Morss Clyne

doi:10.3791/61791

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Article de méthode

Bioimpression directe de sphéroïdes mammaires multicellulaires 3D sur les réseaux endothéliales

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DOI :

10.3791/61791

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2 novembre 2020

Swathi Swaminathan¹ , Alisa Morss Clyne²

¹Department of Biology, Drexel University, ²Fischell Department of Bioengineering, University of Maryland

Dans cet article

Résumé

Le but de ce protocole est de bioimprimer directement les cellules épithéliales du sein sous forme de sphéroïdes multicellulaires sur les réseaux endothéliales pré-formés pour créer rapidement des modèles de co-culture mammaire-endothéliale 3D qui peuvent être utilisés pour des études de dépistage de médicaments.

Résumé

La bioimpression est en train d’émerger comme un outil prometteur pour fabriquer des modèles 3D de cancer humain qui récapitulent mieux les caractéristiques critiques de l’architecture tissulaire in vivo. Dans la bioimpression actuelle de l’extrusion couche par couche, les cellules individuelles sont extrudées dans un bioink ainsi que des indices spatiaux et temporels complexes pour favoriser l’auto-assemblage hiérarchique des tissus. Cependant, cette technique de biofabrication repose sur des interactions complexes entre les cellules, les bioinks et les indices biochimiques et biophysiques. Ainsi, l’auto-assemblage peut prendre des jours, voire des semaines, peut nécessiter des bioinks spécifiques, et peut ne pas toujours se produire quand il ya plus d’un type de cellule impliqués. Nous avons donc développé une technique pour bioimprimer directement les sphéroïdes épithéliales pré-formés du sein 3D dans une variété de bioinks. Les sphéroïdes épithéliales 3D pré-formés de sein bioimprimés ont soutenu leur viabilité et leur architecture polarisée après impression. Nous avons en outre imprimé les sphéroïdes 3D sur les réseaux cellulaires endothéliales vasculaires pour créer un modèle de co-culture. Ainsi, la nouvelle technique de bioimpression crée rapidement un modèle de sein humain 3D plus pertinent physiologiquement à moindre coût et avec une plus grande flexibilité que les techniques traditionnelles de bioimpression. Cette technique polyvalente de bioimpression peut être extrapolée pour créer des modèles 3D d’autres tissus dans des bioinks supplémentaires.

Introduction

Les modèles de tumeurs vascularisées in vitro 3D sont des outils essentiels pour l’étude mécaniste de la croissance et de la métastase du cancer. Pour le cancer du sein en particulier, les cellules épithéliales du sein cultivés à Matrigel s’organisent en sphéroïdes polarisés qui ressemblent plus étroitement à l’architecture in vivo mammaire acinus¹^,²^,³^,⁴^,⁵^,⁶^,⁷^,⁸. La culture cellulaire épithéliale du sein....