ויסות נוטריינטים באמצעות הזנה מותאמת לצמיחה מתמשכת משפר את שיעורי הגדילה של ספרואידים של תאי יונקים בהשוואה להזנת אצווה לסירוגין עבור תרביות בביו-ריאקטורים מעורבבים. מחקר זה מדגים את השיטות הנדרשות להקמת תרביות פשוטות המוזנות בקצב מותאם.
מאמר שיטה
ויסות נוטריינטים באמצעות הזנה מותאמת לצמיחה מתמשכת משפר את שיעורי הגדילה של ספרואידים של תאי יונקים בהשוואה להזנת אצווה לסירוגין עבור תרביות בביו-ריאקטורים מעורבבים. מחקר זה מדגים את השיטות הנדרשות להקמת תרביות פשוטות המוזנות בקצב מותאם.
בהדגמה זו, ספרואידים שנוצרו מקו תאי האינסולינומה β-TC6 תורבבו כמודל לייצור מוצר תאי אי יונקים כדי להדגים כיצד ויסות רמות החומרים המזינים יכול לשפר את תפוקת התאים. במחקרים קודמים, ביו-ריאקטורים אפשרו נפחי תרבית מוגברים על פני תרביות סטטיות, אך לא נצפתה עלייה בתפוקת התאים. מגבלות בחומרים מזינים מרכזיים כמו גלוקוז, שנצרכו בין האכלות אצווה, עלולות להוביל למגבלות בהתרחבות התאים. נצפו תנודות גדולות ברמות הגלוקוז, למרות העלייה בריכוזי הגלוקוז בתקשורת. השימוש במערכות הזנה רציפה ביטל תנודות ברמות הגלוקוז, ושיפר את קצב צמיחת התאים בהשוואה לשיטות תרבית סטטיות ו-SSB. עליות נוספות בשיעורי הגדילה נצפו על ידי התאמת קצב ההזנה על סמך צריכת חומרים מזינים מחושבת, שאפשרה שמירה על גלוקוז פיזיולוגי במשך שלושה שבועות בתרבית. ניתן להתאים שיטה זו גם לסוגי תאים אחרים.
כדי לייצר מספר רב של תאים אנושיים קיימא והפונקציונליים להשתלה, הסדרת תנאי התרבות הכרחית. דלדול של חומרי הזנה, יחד עם הצטברות הפסולת המטבולית הם התורמים העיקריים לשינויים מהזדקנות מטבולית לפגוע באיכות התא המוצר 1 - 3. הליך זה מדגים שיטה בתאי יונקים תרבות spheroids באמצעות bioreactor עוררה בשילוב עם מערכת האכלה שיעור זלוף המתואם להסדיר גלוקוז בטווח הפיזיולוגי 4 לכל אורכו של התרבות. לצורך המחקרים הללו, לטווח הפיזיולוגי הוגדר בין 100 ל -200 מ"ג / ד"ל. אותן שיטות שניתן להשתמש בהם כדי להסדיר מזינים אחרים ופסולת מטבולית כגון חומצת חלב.
תרבויות סטטי בנפחים קטנים (1 - 30 מיליליטר) משמשות בדרך כלל את הגדרת המעבדה לשמור ולבדל שורות תאים עבור experimeלמטרות פתיחות opening סגירות closures. passaging Cell מתבצע עם שינויים בינוניים מלאים לפי צורך במרווחים קבועים. רוב "קונבנציונלי" מדיום התרבות יש ריכוז גלוקוז גבוה (450 מ"ג / ד"ל DMEM שימוש במחקרים אלה) כדי לאפשר את השינויים בינוניים תכופים פחות, מבלי להסתכן ביצירת מגבלות מזינות. עם זאת, שיטה-האכלה תצווה זה עדיין דורשת מניפולציה תכופה, מציגה השתנות סביבת התא, ומגבירה את הסיכון לזיהום 5 - 9. Bioreactors השעיה עוררה (SSB) לספק ערבוב טוב יותר וירידת טיפול 3,10 - 20, אבל כמו תרבויות סטטי מצריך שינוי בינוני ידני שתורמים תנודות שעלולות להזיק ברמות המוצר מזינות ופסולת. האכלה זלוף של תרבויות SSB מפחיתה בעיות אלו על ידי עירוי מתמשך והסרה של מדיום, אבל שינויים גדולים ברמות מזינות עקב צמיחת תאים להישאר בעיה. השימוש של ra האכלה מתואםte מחישובים של שימוש מזין על בסיס דרישות תא מוערך יכול לספק את סביבת תאי יציבות נדרשת לייעל כדאיויות תא ומתפקד 21 - 24.
ישנו גוף גדול של ספרות המתאר שיטות תרבויות SSB להרחבה של בתאי יונקים במיוחד עבור התרבות והרחבת תאים פלוריפוטנטיים 25 - 32, עם אחרים התמקדו איון (בטא) תאים 17,33,34, או ייצור של מוצרים ביולוגיים 24, 35 - 38. רבים של סוגי התאים הנחקרים אלה עשויים להיות מבוגרים בתרבויות אליפטית, ונהלים ספציפיים עבור סוג התא בשימוש צריכים להיות מותאמים לפני יישום מערכת האכלה רציפה. בהפגנה זו, שיטת האכלת זלוף שמשה להרחיב קו תאי בטא גדל כמו spheroids בתוך bioreactor בחש 39 - 43. השיטה המתוארת במסמך זה מספקיישום פשוט של האכלת התאמות שיעור המבוססות על מדידות גלוקוז off-line כדי להשיג תנאי תרבות ממוקדות. התאמת קצב ההזנה בשיטה זו כדי לשמור על רמת גלוקוז פיזיולוגית מוצגת לתשואות תא עליות. בתאי יונקים מותנים מזין, גלוקוז מפתח, לייצור אנרגיה, ולכן שימוש שורות התאים מהווה מודל עבור בתאי יונקים בתרבית רבים 44. בנוסף, קו זה מדגים את המורכבות גדולות יותר של תאי בטא, אשר רגישים לרמות גבוהות הכרוניות של גלוקוז 45. לצורך המחקר, תאי β-TC6 הורשו יוצרים spheroids בתרבות כדי להיות קרובים ככל האפשר הגודל הממוצע של איי לנגרהנס in vivo. מערכת bioreactor זלוף 17 - 19,21,46 עם שיעור להאכיל המותאם לגלוקוז צריכה, הביאה שמירת מצבים פיסיולוגיים תשואות תא גבוהות ללא שינויים כדאיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. קו ותחזוקה ניידים
2. להרכיב את מערכת ההאכלה הרציפה
הערה: עיצוב מערכת האכלה המתמיד השיטה הבאה התבססה על מערכות דומות התואר בספרות 17 - 19,21,47 - 49. עצרת של המערכת בשימוש כאן מתוארת בפירוט בפרסום קודם 3.
3. חומרים כל חיטוי
4. גיבוש אליפטית
הערה: טכניקה זו דומה לאלה המתוארים בספרות 17 - 19,21,50 - 52 עבור בתרביות תאים יונקים אחרים. כל הנהלים הבאים עיקור צריכים להיעשות ברדס זרימה למינרית ושימוש בכפפות סטריליות כדי לשמור על תנאים סטריליים עבור תרבית תאים.
6. ספירת תאים, כדאיות, ומדידות ריכוז הגלוקוז
7. מדידות דרג שיקוע אליפטית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
רמות תנודות גלוקוז בינוניות הגבל הרחבת תא בתרבויות SSB הרגיל
רמות גלוקוז להשתנות בתרבויות סטטי ותרבויות SSB לאורך תקופת התרבות 3. תנודות אלה להגביר עם הגדלת מספר סלולארי במהלך תקופת תרבות 21-היום היו כמעט זהים הוא בתרבויות סטטי SSB. תצפיות אלו מוצגות בפרסום הקודם שלנו 3. רמות גלוקוז יכולות להיות סופר-פיזיולוגית למשך תקופת התרבות עבור שני השיטות. בגלל חשיפה כרונית זה עלולה לע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יצירת מוצרי תאים יונקים לייצור חומרים ביולוגיים עבור טיפולים בתאים דורשת ההתרבות וניטור בתאי יונקים בקנה מידה גדולה 55 - 58. יתר על כן, יישומים אלה מחייבים שורה של תנאי התרבות מוגדרות ומאומתים. כל שעליך לעשות הוא להגדיל את הנפח של תאים באמצעות טכנולוגיות מחקר לא לענות על כל הדרישות הללו. שינויים בינוניים ידניים גורמים לתנודות חומרים מזינות הצטברות של חומרים פסולת להפחית תא באיכות, כדאיות ואת תשואה. שימוש bioreactors הוא מבוסס היטב על התרבות הממוסחר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים מודים למייקל גרווד וסם שטיין על הערותיהם המועילות, ולקריסטן מ. מיינרד על הסיוע בהכנת כתב היד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| β תאי TC-6 | ATCC, Manassas, VA | CRL-11506 | קו תאי אינסולינומה של עכבר (סוג תא דבק) |
| DPBS No Ca, No Mg | Invitrogen, Carlsbad, CA | 14190-144 | https://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/14190144? ICID=search-14190144 |
| Dubbecco's Modified Eagles Medium | Invitrogen, Carlsbad, CA | ראה להלן למספרי מוצרים | |
| DMEM גלוקוז גבוה (500 מ"מ) | Invitrogen, קרלסבד, קליפורניה | 11965-092 | http://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/11965092 |
| DMEM גלוקוז נמוך (100 מ"מ) | Invitrogen, קרלסבד, קליפורניה | 11885-084 | http://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/11885084 (שימו לב שמדיום זה כבר מכיל פירובאט) |
| L-glutamine | Invitrogen, קרלסבד, קליפורניה | 25030081 | http://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/25030081? ICID=search-product |
| נתרן פירובט | Invitrogen, קרלסבד, קליפורניה | 11360070 | https://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/11360070? ICID=search-product |
| סרום חזיר מומת בחום | Gibco - Life Technologies | 10082147 | http://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/10082147 |
| Trypsin-EDTA | Invitrogen, Carlsbad, CA | 25200056 | https://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/25200056? ICID=search-product |
| T-150 צלוחיות מטופלות בתרבית רקמות | קורנינג, קורנינג, ניו יורק | 430825 | http://catalog2.corning.com/LifeSciences/en-US/Shopping/ProductDetails.aspx?productid=430825(מדעי החיים) & categoryname= |
| חממת תרבית תאים NuAire | פרינסטון, מינסוטה | ארה"ב Autoflow. ניתן להשתמש בכל חממת תרבית תאים מווסתת CO2 עם מעטפת מים. | |
| צנטריפוגה | סורוול RT 7 (ניתן להשתמש בכל צנטריפוגה שולחנית דומה) | ||
| מקרר | ניתן להשתמש בכל מקרר מעבדה (נעשה שימוש בגרסת שולחן קטנה למחקרים אלה) | ||
| 1 ליטר בקבוק זכוכית | קורנינג, קורנינג, ניו יורק | 1395-1 ליטר | ניתן להשתמש בכל ספק. http://catalog2.corning.com/LifeSciences/en-US/Shopping/ProductDetails.aspx?productid=1395-1L(מדעי החיים) & categoryname= |
| 2 ליטר בקבוק זכוכית | קורנינג, קורנינג, ניו יורק | 1395-2L | כל ספק יכול לשמש |
| 250 מ"ל ביו-ריאקטורים מעורבבים | קורנינג, קורנינג, ניו יורק | 4500-250 | http://catalog2.corning.com/LifeSciences/en-US/Shopping/ProductDetails.aspx?productid=4500-250(מדעי החיים) & categoryname= |
| צלחת ערבוב | פישר סיינטיפיק | 11-496-104A | ניתן להשתמש בכל צלחת ערבוב בטוחה לחממה, כל ספק |
| כלי תרבית רקמות 100 מ"מ קוטר | Nunc, רוצ'סטר, ניו יורק (פישר סיינטיפיק) | 1256598 | ניתן להשתמש בכל ספק (הוזמן דרך Fisher Sci) |
| FALCON 50 מ"ל צינורות חרוטיים | פלקון, סן חוזה, קליפורניה | 1256598 | כל ספק יכול לשמש |
| פלסטיק Delran המשמש לחלקים מותאמים אישית | מקמאסטר קאר | שונים | ניתן להשתמש בכל חומר לבחירה, אך דרן נבחר מכיוון שהוא בטוח לחיטוי, לא תגובתי וקל לעיבוד. |
| http://www.mcmaster.com/#acetal-homopolymer-sheets/=rjrcac צינור נירוסטה למכסים מותאמים אישית | מקמאסטר קאר | שונים | ניתן להשתמש בכל ספק. http://www.mcmaster.com/#standard-stainless-steel-tubing/=rjrd91 |
| מכסי ביו-ריאקטור של Delran ששונו בהתאמה אישית להאכלה רציפה | בהתאמה | לא מודע לספקים המייצרים מוצר דומה | |
| מכסי בקבוקי זכוכית מותאמים אישית להאכלה רציפה | בהתאמה | חלק מהספקים (למשל , Fischer Sci, Corning) מייצרים מוצרים דומים בקישורים למטה. | |
| משאבה פריסטלטית דיגיטלית Masterflex | קול פארמר, ורנון הילס, IL | EW-77919-25 | ניתן להשתמש בכל משאבה פריסטלטית מדויקת. http://www.coleparmer.com/Product/L_S_Eight_Channel_Four_Roller_ Cartridge_Pump_System_115_230 _VAC/EW-77919-25 |
| מחברי צינורות PVDF (שונים) | קול פארמר, ורנון הילס, אילינוי | ראה קישור ניתן | להשתמש בכל ספק. http://www.coleparmer.com/Category/Cole_Parmer_PVDF_Premium _Luer_Fittings/55889 |
| צינורות BPT חמושים L/S 16 | קול פארמר, ורנון הילס, IL | WU-06508-16 | ניתן להשתמש בכל ספק. http://www.coleparmer.com/Product/Masterflex_PharMed_BPT_Tubing _L_S_13_25/WU-06508-16 |
| צינורות BPT חמושים L/S 14 | קול פארמר, ורנון הילס, אילינוי | WU-06508-14 | ניתן להשתמש בכל ספק. http://www.coleparmer.com/Product/Masterflex_PharMed_BPT_Tubing _L_S_13_25/WU-06508-14 |
| צינורות BPT חמושים L/S 13 | קול פארמר, ורנון הילס, אילינוי | WU-06508-13 | ניתן להשתמש בכל ספק. http://www.coleparmer.com/Product/Masterflex_PharMed_BPT_Tubing _L_S_13_25/ WU-06508-13 |
| Millipore Millex GP ממברנה PES 0.22 & #181; l מסנן מזרק סטרילי (משמש לאוורור וסינון בינוני) | פישר סיינטיפיק | SLGP033RS | ניתן להשתמש בכל ספק 25 |
| מ"ל פיפטה פישר | סיינטיפיק | 13-678-11 | ניתן להשתמש בכל ספק, וניתן להשתמש בגדלים שונים |
| Pipetter | Fisher Scientific | 13-681-15E | ניתן להשתמש בכל ספק, או במוצר דומה ניתן להשתמש |
| בהמוציטומטר | פישר סיינטיפיק | 02-671-6 | ניתן להשתמש בכל ספק, או במוצר דומה |
| Trypan Blue | Gibco - Life Technologies | 15250-061 | ניתן להשתמש בכל ספק, או במוצר דומה. https://www.lifetechnologies.com/order/catalog/product/15250061 |
| מיקרוסקופ אור הפוך | Leica | ניתן להשתמש בכל ספק, או במוצר דומה One | |
| Touch Ultra Blood Glucose Meter | Fisher Scientific | 22-029-293 | ניתן להשתמש בכל ספק, או במוצר דומה (למשל, Bayer) |
| One Touch Ultra-Strips | Fisher Scientific | 22-029-292 | ניתן להשתמש בכל ספק או במוצר דומה (e., Bayer) |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה