Chip à base de culture cellulaire tridimensionnelle dans perfusé micro-bioréacteurs

Bonjour, je m’appelle Eric Gottwald et je suis chercheur à l’Institut des interfaces biologiques du Ware Institute of Technology. Et aujourd’hui, j’aimerais vous présenter notre système Micro bioactif perfusé basé sur une puce. Avant de pouvoir utiliser la puce Dans les applications de culture cellulaire, nous devons hydrolyser le polymère et déclasser la zone microstructurée.

Ceci est réalisé en trempant simplement la puce dans différentes concentrations d’isopropanol, en commençant par 100 %Je trempe la puce quelques secondes dans chaque concentration et la dernière étape est juste de l’eau. Ensuite, la puce est séchée et enfin nous devons enduire la puce d’un collagène, une solution pour faciliter l’adhésion des cellules au polymère. Cela se fait en faisant couler quelques gouttes d’un collagène, une solution sur la zone microstructurée, et dans cet état, la puce est incubée à quatre degrés Celsius pendant la nuit.

Après l’incubation d’une nuit avec la solution de collagène one, la solution est retirée et la puce est lavée avec du PBS stérile. Ensuite, également, le PBS est retiré et la puce est maintenant prête pour l’inoculation des cellules. Maintenant, nous allons inoculer le vaisseau cellulaire avec une suspension de cellules uniques, et cela se fait en mettant simplement 150 microlitres de suspension cellulaire sur la zone microstructurée. Après le dépôt des cellules, la puce est incubée pendant trois heures à 37 degrés dans un incubateur.

Après la période d’incubation de trois heures, la puce est retirée de l’incubateur et est maintenant prête à être insérée dans l’ordinateur. Pour cela, l’ector est sorti de son emballage stérile et la stérilité est obtenue par irradiation gamma de cette feuille transparente. Il suffit donc d’ouvrir l’emballage et de retirer l’ector.

Ce que nous allons faire ensuite, c’est que nous allons insérer le haut de la bouteille dans ce réservoir moyen afin de pouvoir démonter le boîtier du bioréacteur pour l’insertion de la puce. Après avoir ouvert le boîtier du bioréacteur, nous pouvons maintenant insérer la puce, ce qui est réalisé en plaçant simplement la puce dans la rainure du boîtier du bioréacteur et le bactor peut maintenant être assemblé à nouveau. Ce que nous devons faire finalement, c’est que nous devons connecter des filtres stériles au réservoir de milieu et à un orifice d’échantillonnage stérile.

Pour la mesure de la tension réelle de l’oxygène dans la boucle de circulation fermée, nous allons insérer deux capteurs d’oxygène en les montant simplement entre ces deux connecteurs. Le bactor est maintenant prêt à être rempli de milieu de culture. Le système de bactor est maintenant prêt à être rempli de milieu de culture cellulaire, et cela est réalisé en connectant simplement la boucle de circulation fermée à la pompe à rouleau.

Par là, nous déclasserons simultanément l’ensemble de la circulation du acteur. Comme vous pouvez le voir ici dans la fenêtre d’Ector, vous pouvez voir le médium monter d’en bas monter et monter, et laisser le bactor en haut. Avant de placer le système Bactor dans l’incubateur, nous contrôlons le remplissage sans bulles de la boucle de circulation.

Maintenant, le système est complètement rempli de milieu de culture cellulaire et nous pouvons transférer le bioréacteur dans l’incubateur. Nous allons maintenant placer le bi recteur dans la chambre d’incubation. Et pour cela, dans un premier temps, le récepteur est connecté à la pompe à rouleau, comme vous l’avez déjà vu peu de temps auparavant, et maintenant l’ecteur est activement perfusé par ce fluide à partir de la bouteille.

Et pour maintenir la concentration ambiante d’oxygène, nous connectons le réservoir de fluide à l’alimentation en gaz. Et enfin, nous connecterons deux capteurs d’oxygène à la circulation pour surveiller en ligne la tension de l’oxygène dans le système. La configuration est maintenant terminée et peut s’exécuter tant que vous avez conçu l’expérience.

L’un des outils les plus puissants lors de l’analyse des fonctions organotypiques des cellules à l’intérieur des conteneurs MicroCon est le microscope à balayage laser, que vous pouvez voir ici. Le microscope à balayage laser nous donne la possibilité d’examiner chaque conteneur MicroCon sans le détruire. Et parce que les conteneurs MicroCon ou la puce peuvent être utilisés pour les méthodes conventionnelles d’immuno-coloration et d’immunofluorescence, nous sommes en mesure de détecter toutes sortes de marqueurs et de fonctions organotypiques à l’intérieur des micro-conteneurs.

Comme vous pouvez le voir ici dans l’animation de cette puce, le fond est complètement rempli de cellules ainsi que les parois du conteneur MicroCon. Nous avons beaucoup de cellules qui sont assez vivantes, et nous avons très, très peu de cellules mortes. L’image suivante vous montre que nous pouvons détecter toutes sortes de fonctions organotypiques à l’intérieur du conteneur MicroCon.

Comme par exemple, pour les hépatocytes, la production d’albumine ou le E pourrait entendre une expression dans les cellules, que vous pouvez voir ici joliment dans la superposition. Le nucule est taché de bleu. L’éco ici est coloré en vert, et l’albumine est exprimée ou colorée en rouge.

Et comme vous pouvez le voir ici, toutes les fonctions organotypiques que vous attendez des hépatocytes sont bien exprimées dans ce type de culture 3D. De plus, nous avons examiné un autre marqueur hépatocytaire, et c’était la cytokératine 18, et cette image vous montre que la cytokératine 18 est également bien exprimée dans ce type de cultures. Et j’espère que cela vous convainc que ce type de fonctions organotypiques pourrait également être utile pour d’autres cultures organotypiques.

Après la fin de l’expérience Biore, la puce peut être utilisée pour l’isolement de toutes sortes de composants cellulaires, comme par exemple l’ARN total. Comme vous pouvez le voir ici, nous vous montrons ici l’ARN total ingéré, qui a été isolé du système du bioréacteur. Cet ARN total peut ensuite être utilisé pour des applications en aval comme par exemple, la PCR en temps réel ou, comme vous pouvez le voir ici, l’analyse de microréseaux.

De plus, les cellules intactes peuvent être isolées du système et ces cellules peuvent ensuite être utilisées pour l’analyse conventionnelle de la cytométrie en flux. Comme vous pouvez le voir ici, j’espère que nous pourrons vous montrer que le système pourrait être utile pour toutes sortes d’applications où des réactions organotypiques sont nécessaires et que le système pourrait être utile pour tous ces types d’applications que nous n’avons pas envisagées jusqu’à présent, comme par exemple les applications de cellules souches.