Name: ציפ Multi-האיבר - פלטפורמת Microfluidic לCoculture Multi-רקמה לטווח ארוך (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: חקור שימוש בשבב מיקרו-זורמי רב-איברי לקו-תרבות ארוך טווח של תאי אנדותל, צברי כבד וביופסיות עור. שיטה זו מאפשרת חקר אינטראקציות תאיות ויישומים בבדיקת תרופות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

העבודה כבר במימון המשרד הפדרלי הגרמני לחינוך ומחקר, GO-יו גרנט מס &#39;0,315,569.

<ol><li>Kelm, J. M., Fussenegger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscale+tissue+engineering+using+gravity-enforced+cell+assembly%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+biotechnology%22%5BJournal%5D)">Microscale tissue engineering using gravity-enforced cell assembly.</a> Trends in biotechnology. 22 (4), 195-202 (2004).</li>
<li>Marx, U., Walles, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human-on-a-chip+Developments%3A+A+Translational+Cutting-edge+Alternative+to+Systemic+Safety+Assessment+and+Efficiency+Evaluation+of+Substances+in+Laboratory+Animals+and+Man%5BTitle%5D)+AND+%22ATLA%22%5BJournal%5D)">Human-on-a-chip Developments: A Translational Cutting-edge Alternative to Systemic Safety Assessment and Efficiency Evaluation of Substances in Laboratory Animals and Man.</a> ATLA. 40 (5), 235-257 (2012).</li>
<li>Baudoin, R., Griscom, L., Prot, J. M., Legallais, C., Leclerc, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavior+of+HepG2%2FC3A+cell+cultures+in+a+microfluidic+bioreactor%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemical+Engineering+Journal%22%5BJournal%5D)">Behavior of HepG2/C3A cell cultures in a microfluidic bioreactor.</a> Biochemical Engineering Journal. 53 (2), 172-181 (2011).</li>
<li>Dash, A., Inman, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liver+tissue+engineering+in+the+evaluation+of+drug+safety%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+opinion+on+drug+metabolism+%26+toxicology%22%5BJournal%5D)">Liver tissue engineering in the evaluation of drug safety.</a> Expert opinion on drug metabolism & toxicology. 5 (10), 1159-1174 (2009).</li>
<li>Materne, E. -M., Tonevitsky, A. G., Marx, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chip-based+liver+equivalents+for+toxicity+testing--organotypicalness+versus+cost-efficient+high+throughput%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Chip-based liver equivalents for toxicity testing--organotypicalness versus cost-efficient high throughput.</a> Lab on a chip. 13 (18), 3481-3495 (2013).</li>
<li>Huh, D., Torisawa, Y., Hamilton, G. a, Kim, H. J., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microengineered+physiological+biomimicry%3A+organs-on-chips%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Microengineered physiological biomimicry: organs-on-chips.</a> Lab on a chip. 12 (12), 2156-2164 (2012).</li>
<li>Sin, A., Chin, K. C., Jamil, M. F., Kostov, Y., Rao, G., Shuler, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+design+and+fabrication+of+three-chamber+microscale+cell+culture+analog+devices+with+integrated+dissolved+oxygen+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+progress%22%5BJournal%5D)">The design and fabrication of three-chamber microscale cell culture analog devices with integrated dissolved oxygen sensors.</a> Biotechnology progress. 20 (1), 338-345 (2004).</li>
<li>Tatosian, D. a, Shuler, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+system+for+evaluation+of+drug+mixtures+for+potential+efficacy+in+treating+multidrug+resistant+cancers%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+bioengineering%22%5BJournal%5D)">A novel system for evaluation of drug mixtures for potential efficacy in treating multidrug resistant cancers.</a> Biotechnology and bioengineering. 103 (1), 187-198 (2009).</li>
<li>Schimek, K., Busek, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrating+biological+vasculature+into+a+multi-organ-chip+microsystem%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Integrating biological vasculature into a multi-organ-chip microsystem.</a> Lab on a chip. 13 (18), 3588-3598 (2013).</li>
<li>Wagner, I., Materne, E. -M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+dynamic+multi-organ-chip+for+long-term+cultivation+and+substance+testing+proven+by+3D+human+liver+and+skin+tissue+co-culture%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">A dynamic multi-organ-chip for long-term cultivation and substance testing proven by 3D human liver and skin tissue co-culture.</a> Lab on a chip. 13 (18), 3538-3547 (2013).</li>
<li>Vieira, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HepaRG+human+hepatic+cell+line+utility+as+a+surrogate+for+primary+human+hepatocytes+in+drug+metabolism+assessment+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+pharmacological+and+toxicological+methods%22%5BJournal%5D)">HepaRG human hepatic cell line utility as a surrogate for primary human hepatocytes in drug metabolism assessment in vitro.</a> Journal of pharmacological and toxicological methods. 63 (1), 59-68 (2010).</li>
<li>Abu-Absi, S. F., Hansen, L. K., Hu, W. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+co-culture+of+hepatocytes+and+stellate+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cytotechnology%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional co-culture of hepatocytes and stellate cells.</a> Cytotechnology. 45 (3), 125-140 (2004).</li>
<li>Leite, S. B., Wilk-Zasadna, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+HepaRG+model+as+an+attractive+tool+for+toxicity+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicological+sciences%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional HepaRG model as an attractive tool for toxicity testing.</a> Toxicological sciences. 130 (1), 106-116 (2012).</li>
<li>Chiquet-Ehrismann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tenascins%5BTitle%5D)+AND+%22The+international+journal+of+biochemistry+%26+cell+biology%22%5BJournal%5D)">Tenascins.</a> The international journal of biochemistry & cell biology. 36 (6), 986-990 (2004).</li>
<li>Sidgwick, G. P., Bayat, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+matrix+molecules+implicated+in+hypertrophic+and+keloid+scarring%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+European+Academy+of+Dermatology+and+Venereology+JEADV%22%5BJournal%5D)">Extracellular matrix molecules implicated in hypertrophic and keloid scarring.</a> Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology JEADV. 26 (2), 141-152 (2012).</li>
<li>Ataç, B., Wagner, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skin+and+hair+on-a-chip%3A+in+vitro+skin+models+versus+ex+vivo+tissue+maintenance+with+dynamic+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Skin and hair on-a-chip: in vitro skin models versus ex vivo tissue maintenance with dynamic perfusion.</a> Lab on a chip. 13 (18), 3555-3561 (2013).</li>
<li>Wu, M. -H., Huang, S., Lee, G. -B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+cell+culture+systems+for+drug+research%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Microfluidic cell culture systems for drug research.</a> Lab on a chip. 10 (8), 939-956 (2010).</li>
<li>Schanz, J., Pusch, J., Hansmann, J., Walles, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascularised+human+tissue+models+A+new+approach+for+the+refinement+of+biomedical+research%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Vascularised human tissue models A new approach for the refinement of biomedical research.</a> Journal of Biotechnology. 148 (1), 56-63 (2010).</li>
<li>Holnthoner, W., Hohenegger, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose-derived+stem+cells+induce+vascular+tube+formation+of+outgrowth+endothelial+cells+in+a+fibrin+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22J+Tissue+Eng+Regen+Med%22%5BJournal%5D)">Adipose-derived stem cells induce vascular tube formation of outgrowth endothelial cells in a fibrin matrix.</a> J Tissue Eng Regen Med. , (2012).</li>
<li>Dunn, J. C. Y., Yarmush, M. L., Koebe, H. G., Tompkins, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hepatocyte+function+and+extracellular+matrix+geometry%3A+long-term+culture+in+a+sandwich+configuration%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+Journal%22%5BJournal%5D)">Hepatocyte function and extracellular matrix geometry: long-term culture in a sandwich configuration.</a> FASEB Journal. 3, 174-177 (1989).</li>
<li>Leclerc, E., Sakai, Y., Fujii, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+PDMS+%28polydimethylsiloxane%29+bioreactor+for+large-scale+culture+of+hepatocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+progress%22%5BJournal%5D)">Microfluidic PDMS (polydimethylsiloxane) bioreactor for large-scale culture of hepatocytes.</a> Biotechnology progress. 20 (3), 750-755 (2004).</li>
<li>Kim, M. S., Yeon, J. H., Park, J. -K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+microfluidic+platform+for+3-dimensional+cell+culture+and+cell-based+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+microdevices%22%5BJournal%5D)">A microfluidic platform for 3-dimensional cell culture and cell-based assays.</a> Biomedical microdevices. 9 (1), 25-34 (2007).</li>
<li>Prot, J. -M., Aninat, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improvement+of+HepG2%2FC3A+Cell+Functions+in+a+Microfluidic+Biochip%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+bioengineering%22%5BJournal%5D)">Improvement of HepG2/C3A Cell Functions in a Microfluidic Biochip.</a> Biotechnology and bioengineering. 108 (7), 1704-1715 (2011).</li>
<li>Riccalton-Banks, L., Liew, C., Bhandari, R., Fry, J., Shakesheff, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+culture+of+functional+liver+tissue%3A+three-dimensional+coculture+of+primary+hepatocytes+and+stellate+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+engineering%22%5BJournal%5D)">Long-term culture of functional liver tissue: three-dimensional coculture of primary hepatocytes and stellate cells.</a> Tissue engineering. 9 (3), 401-410 (2003).</li>
<li>Powers, M. J., Domansky, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Microfabricated+Array+Bioreactor+for+Perfused+3D+Liver+Culture%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+Bioengineering%22%5BJournal%5D)">A Microfabricated Array Bioreactor for Perfused 3D Liver Culture.</a> Biotechnology and Bioengineering. 78 (3), 257-269 (2002).</li>
</ol>

Uwe מרקס הוא מנכ&quot;ל TissUse GmbH המייצר ומשווקת פלטפורמת השבבים Multi-איברים המשמשת במאמר. פרסום זה מומן על ידי הפרס הוענק על ידי קורנינג Inc.

פלטפורמת MOC המתוארת כאן מייצגת כלי יציב וחזק לטיפוח רקמות של מקורות שונים בתנאי זרימה בינוניים דינמיים על פני תקופות ממושכות תרבות 10,16. בדוגמא זו, הפלטפורמה שימשה לטפח תאים ראשוניים (HDMEC), שווה רקמה שנוצרו משורת תאים (מצרפי כבד), וcoculture של האמור עם ביופסית רקמה. MOC היה מסוגל לקיים את coculture שלוש-הרקמה עד 28 ימים במעגל בינוני משולב. למיטב ידיעתם ​​של המחברים, זו הפעם הראשונה coculture רב-רקמה כולל ביופסיות, תאים ראשוניים ושורות תאים שבוצעה במשך ארבעה שבועות. אחד החסרונות העיקריים של מערכות מייקרו-נוזליות הוא הזיקה של מולקולות קטנות לדבוק בחומר של המעגלים נוזליים על פני השטח. כמו פני השטח יחס נפח גבוה במיוחד במערכות microfluidic, אפקט זה הופך להיות אפילו יותר בולט 17 </sעד&gt;. הכיסוי היציב HDMEC של הערוצים, הציג כאן, עלול לפעול כמחסום ביולוגי מניעת ההדבקה של מולקולות לMOC. יתר על כן, זה יכול לשמש ככלי hemocompatible לזרימת דם שלם, מניעת קרישת דם. עם זאת, השימוש בכל הדם כחילוף בינוני הוא לא ריאלי ככלי דם מלאים שווה האיבר טרם הושגו. עבודה קיימת בכלי הדם במבחנה של רקמות -generated הוא מבטיח ומנחה את הדרך למחקרים נוספים 18,19. זה ידוע שhepatocytes נוטה לאבד תפקודים הכבד הספציפית שלהם לאורך זמן בתנאי תרבות דו-ממדי סטטי במבחנה 20. אנזימי חילוף חומרים, כגון משפחת ציטוכרום P450, הם בעלי חשיבות מיוחדת אם חילוף החומרים של תרופה מסוימת הוא להיחקר. ציטוכרום P450 3A4, אנזים הקשורים לbiotransformation של xenobiotics רב, ו7A ציטוכרום P450, which מעורב בסינתזה של חומצות מרה, באו לידי ביטוי בכבד אגרגטים בתרבית MOC מעל 14 ימים. זה מצביע על השימור של פנוטיפ מטבולית פעיל, המאפשר ללימודי חילוף חומרים סמים. העלייה בשיעור אלבומין הייצור של אגרגטים בMOC בהשוואה לתרבויות סטטי הוא אינדיקציה נוספת לתנאי תרבות נאותים. שיעורי ייצור אלבומין נצפו במהלך מחקר זה היו דומים או אף גבוהים יותר מערכים שדווחו בעבר שהושגו על ידי שבבי microfluidic כוללים תאי HepG2 21 - 23, לעומת זאת, ערכים לא הגיעו אלה של תרבויות hepatocyte אנושיות ראשוניות 24. יתר על כן, מערכת MOC, בפריסה הזמנית שלה, אינה מאפשרת הפרדה נפרדת של מרה. תאים במבנים כמו canaliculi מצטברים מקוטבים ויצרו מרה, כפי שמוצג על ידי MRP-2 מכתים. עם זאת, אפיקים, נקבות אלה לא היו מחוברים לערוץ טכני איסוף המרה. תערובת שאינה פיזיולוגית זהing של המרה עם תא הדם יש לטפל בתכנון מחדש עתידי של המערכת. ההתאמה של מאפייני זרימה היא בעל חשיבות גבוהה 25, במיוחד בכל הנוגע לרקמות רגישות למאמץ גזירה, כגון הכבד. הסכום של מאמץ גזירה נתפס על ידי הרקמה יכול להיות שונה בשתי דרכים: ראשית, ניתן להוריד את לחץ האוויר בשימוש כדי לדחוף את הקרומים של המשאבה, ירידת ערכי לחץ גזירת שיא במערכת. שנית, יכולות להיות מוטבעות ברקמות שכבות מטריצה ​​תאית או מתורבת בתרבות מוסיף transwell. האחרונים להגן על הרקמות מנוכחיות הבסיסי עם קרום נקבובי. התאמות אלו צריכים להתבצע על בסיס אישי לכל איבר מקביל לפני תחילת ניסוי MOC. במבצע pulsatile של 2.4 הרץ, למשל, אשר תואם את פעילות של 144 פעימות גבוהה, אבל עדיין פיזיולוגית, לב / min בבני אדם, מאמץ הגזירה נמדד בערוצים של מעגל כלי הדם מגיעים לכ 25 DYN / 2 סנטימטר. זה מתאים למאמץ גזירה פיסיולוגי בקצה הגבוה של הסקאלה בנימי דם, והוא, לכן, גם ישים עבור ניסויים כוללים endothelialization של הערוצים. עם זאת, כפי שפריסת microfluidic הנוכחית של מערכת MOC הציגה מורכבת רק אחד במעגל תקשורת מחבר בין שני תאי האיבר, שיעור לחץ מהירות שאיבה וגזירה אחד לא להיבחר למערכת כולה. לכן, התאמה של מאפייני זרימה לצרכיו של כל איבר יחיד מדויקת היא לא תמיד אפשרית. יתר על כן, טיפול שיש לנקוט בהתאמת התאים למדיום הנפוץ. תאים מעובדים בMOC במעגל תקשורת משולב, ולכן, אין תקשורת ותרבות תא בודדת יכולה לשמש לכל דגם רקמה, כהיא סטנדרטי עבור תרבות תאים במבחנה. ניסוח מדיה משולב מינימאלי צריך להיות מוגדר מראש ולאהוא תאים צריכים להיות מותאמים בשלבים לתקשורת חדשה זה. תהליך ניכוי של 80% / 20% ישנים למדיה החדשים במשך יומיים, ולאחר מכן 50% / 50% ואחריו 20% / 80%, ותמורה מלאה תמיד הובילו לכדאיות סבירה תא ופונקציונליות של תרבויות בידיים שלנו. פריסת microfluidic הנוכחית של מערכת MOC מאפשרת coculture של עד שלוש רקמות. יש צורך coculture של לפחות עשרה איברים החשובים ביותר בגוף האדם כדי להגיע להומאוסטזיס. לכן, המערכת שהוצגה היא מסוגלת לחזות אינטראקציות ספציפיות רקמות-רקמה, אך לא התגובה המערכתית האמיתית לחומר. פיתוח נוסף של משרד התקשורת לכוללים יותר חללי איבר שחזה. יתר על כן, את תוקפו של המערכת הוא להיות מוצג באמצעות סדרה של תרכובות התייחסות. רצוי, תרכובות שנכשלו בניסויים קליניים (כגון Troglitazone) הן להיבדק לביצועים שלהם במשרד התקשורת. ואילו, אימות נכונה של מערכות מורכבות כגון עדיין פגעה בy חוסר סטנדרטיזציה לגבי סמנים ביולוגיים ונקודתי קצה להערכה תפקודית, איסוף נתונים נוספים על הביצועים טוקסיקולוגית של מערכות זה ודומה ירחיב האמינות והאזור של יישום שלהם.

מבחני תרבות התא הנוכחיים monolayer או השעיה לפיתוח תרופות לא מצליחין לחקות את microenvironment הסלולרי האנושי, ולכן, להוביל לdedifferentiation ואובדן התפקוד בתרביות תאים אנושיים ראשוניות מהירים. דגמי רקמה עם הרלוונטיות פיסיולוגיות גבוהות יותר יש צורך לחזות את היעילות ובטיחות של תרכובות לפני שהודית להם בניסויים קליניים. לאחרונה, סטנדרטי בטכניקות תרבית תאים במבחנה התפתח מתרבויות monolayer דו-ממדיות לדגמים רב-תאיים תלת-ממדיים, במטרה לחקות את in vivo מייקרו-סביבת הרקמות. מערכות אלה כבר הראו שיפורים משמעותיים לקראת חיזוי מדויק יותר של אופן פעולה של תרכובות 1,2. יתר על כן, התאמה במבחנה תנאי התרבות לצרכי מיוחדים מאוד של תאים היא עניין מיוחד. תחת תקן בתנאי מבחנה, מגוון רחב של רחוב ללא מוצא חשובפרמטרים ture, כגון אספקת חומרי מזון וחמצן, הסרת מוצרי צבירה, וכוח מכאני הפועלים על התאים לעתים קרובות לא ניתן לשלוט באופן יסודי ברוב המקרים. איברים רבים ברשות הדרגתיים ריכוז רלוונטי מבחינה פיזיולוגית של חומרים וחמצן מומס. עם זאת, תנאי פיקוח הדוקים והמותאמים אלה נמצאים באופוזיציה ברורה להדרגתיות דיפוזיה בלתי נשלטת סביב רקמות בתנאים במבחנה, שמוביל לסביבה מאוד לא יציבה והגבלת פיתוח סלולארי 3. לפיכך, יציב יותר ויותר במיוחד לכימות בתנאי מבחנה נדרשות לשמור תאי קיימא ומובחן על פני תקופות זמן ארוכות. מערכות perfused, שבו רכיבים בינוניים יוסרו באופן קבוע והוחלפו, הן לעתים קרובות טוב יותר מאופיינות לשליטה מאשר תרבויות סטטי הנוגעות ישיר המקיף את רקמות. בתנאים סטטיים, מילויים דיפוזיה של הפרשות תא וחומרים מזינים מדיום התרבותאולי מקיף את התאים בתרבית 3. מאופיינות היטב ספיקות בינוניות היכרות סביב הרקמות מאפשרות להפרשות התא לערבב עם המדיום העשיר דרך זלוף. זה מאפשר את הדור של microenvironments הסלולרית המוגדרת, הבטחת פנוטיפ סלולארי יציב וחילוף חומרי ביטוי אנזים לאורך כל משך assay 4. ההתפתחויות האחרונות ברב-איבר שבב (MOC) מבוסס מערכות לשלב את היתרונות של זרימה בינונית מבוקרת סביב מהונדסים רקמות עם הדרישות בינוניות ומסת תאים הקטנות של bioreactors microscale, שהובילו לכמות מופחתת של חומר הנדרש במהלך בדיקה. מספר מערכות microfluidic לתרבית רקמה תוארו עד כה 5,6. יחסי רקמה לנוזל בתוך מערכות אלה לשחק תפקיד מכריע במיוחד בהדמיית crosstalk הסלולרי רלוונטי מבחינה פיזיולוגית. עם זאת, בשל מגבלות טכניות, כגון השימוש במשאבות חיצוניות ומאגרי מדיה, הדואר הכוללים במחזור מדיה נפח ברוב המערכות גדול מדי בהשוואה להיקפי הרקמות. קבוצת שולר ואח &#39;. היתה הראשונה לפתח מערכת הבטחה פעמים מגורים נאותות של חומרים בתוך תאי תרבית תאים וברקמות 7,8 רלוונטי vivo לנוזל יחסים. זו הושגה על ידי מדרוג המאגר החיצוני עד לצלחת 96-היטב, מייצג גם את התא &quot;רקמות אחרות&quot;. על מנת למזער את במחזור מדיה הנפח בתוך פלטפורמת MOC שלנו, אנו משולבים micropump על שבב peristaltic, ומבטל את הצורך במעגלי תקשורת חיצוניים. micropump זה מסוגל להפעיל את המערכת במספר לבחירה של מהירויות זרימת מדיה ושיעורי מאמץ גזירה 9. מערכת ערוץ microfluidic של 500 מיקרומטר ורוחב 100 מיקרומטר גובה חיבורי שני חללי תרבית רקמה סטנדרטיים, כל אחד מהם בגודל של באר אחד של צלחת 96-היטב. דבקות בגדלים של צלחת גם תקן התעשייהs מאפשרת האינטגרציה של מודלים רקמה קיימים כבר מיוצרים בפורמט transwell. יתר על כן, המיקום האנכי של transwell מוסיף תרבית תאים הוא מתכוונן, המאפשר הטיפוח של דגמי רקמה שאינם רק נחשפו ישירות לזרימת הנוזל, אבל יכול להיות גם הרים ומוגן מפני נוכחי הבסיסית. באופן דומה, תרבויות ממשק אוויר נוזלי הן אפשריים באמצעות מערכת זו. פלטפורמת MOC היא מפוברקת משכבה polydimethylsiloxane (PDMS) 2 מ&quot;מ גבוהה ושקופיות מיקרוסקופ זכוכית עם טביעת רגל של 75 x 25 מ&quot;מ 2, שמודבקים באופן קבוע על ידי חמצון פלזמה בלחץ נמוך כדי ליצור מעגל microfluidic הנוזל חזק. שכבת PDMS המכילה את הערוצים המתאימים ותאי תרבית תאים מופקת על ידי יתוגרפיה הרכה סטנדרטית והעתק דפוס 9. עיצוב microfluidic של MOC שימוש במהלך מחקר זה מורכב משני מעגלים נפרדים לכל שבב microfluidic, כל אחד מחזיק שני התא גתאי ulture מחוברים על ידי מערכת ערוץ 100 מיקרומטר גבוהה. זה אפשר את הביצועים של שני cocultures שתי רקמות בודדות באמצעות שבב רב-איבר אחד. תדרי שאיבה הותאמו ללהניב שיעורי זרימה בינוניים של 40 μl / min. עיצוב MOC שתי רקמה זו סיפק את יכולת coculture אליפטית כבד וביופסית עור במקומות תרבות נפרדות, אם כי במעגל תקשורת משולבת תחת תנאי זרימה פיסיולוגיים. תאים המובחנים HepaRG קובצו יחד עם תאים אנושיים כבד stellate (HHSteC) ביחס של 24: 1 ליצירת spheroids הומוגנית. יחס זה נמצא כאופטימלי, כפי שנצפה בניסויים קודמים 10, למרות ש, כמעט פי שתיים את מספר hepatocytes שימש בהשוואה למצב בvivo. העור היה מעובד בממשק אוויר נוזלי בתוך להכניס את תרבות תא transwell, ובכך לאפשר חשיפת חומר אקטואלית. דגמי רקמה אלה cocultivated לד 28ays בMOC כדי להדגים את שלמותה של מערכת זו. יתר על כן, במעגל ערוץ microfluidic של השבבים היה מכוסה באופן מלא עם תאי כלי דם עורי אנושיים האנדותל (HDMEC) כדי לדמות את מערכת כלי הדם באופן הדוק יותר.

<table><tbody><tr><td>תאי HepaRG</td> תאים לא ממוינים <td>בינלאומיים ביופרדיק (Biopredic International</td><td></td><td>) תאים לא ממוינים</td></tr><tr><td>HHSteC</td><td>מעבדות</td><td></td> מחקר של תאים <td>וכל תוספי התרבית</td></tr><tr><td>HepaRG Medium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>, William's Medium E 10% FCS 100 U/ml פניצילין 100 ומיקרו; גרם/מ"ל סטרפטומיצין 5 ומיקרו; גר'/מ"ל אינסולין אנושי 2 מ"מ L-גלוטמין 5 x 10-5 M הידרוקורטיזון המיסוקצינט</td></tr><tr><td>HDMEC בינוני</td><td>PromoCell</td><td></td><td>צמיחת תאי אנדותל בינוני MV2 עם חבילת תוספי MV2 ו-1% פניצילין-סטרפטומיצין</td></tr><tr><td>דימתיל סולפוקסיד</td><td>קארל רות</td><td></td>' <td>מוסיפים 2% למדיה HepaRG</td></tr><tr><td>טריפסין/EDTA</td><td>Biowest</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מעכב טריפסינין</td><td>Carl Roth</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MAXYMum טיפים להתאוששות</td><td>קורנינג</td><td></td><td>1,000 ומיקרו; l קצות פיפט נשא רחב</td></tr><tr><td>384 באר תליית צלחת טיפה</td><td>תלת מימדית ביומטריקס</td><td></td><td>Perfecta 384 באר צלחת טיפה תלויה</td></tr><tr><td>צלוחיות תרבית רקמות</td><td>קורנינג</td><td></td><td>75 ס"מ2</td></tr><tr><td>צלחת חיבור נמוכה במיוחד</td><td>קורנינג</td><td></td><td>24 בארות</td></tr><tr><td>מוסיף תרבית תאים טרנסוול</td><td>קורנינג</td><td></td><td>96 באר יחידה, 0.4 ומיקרו; m גודל נקבוביות</td></tr><tr><td>צלחות באר עמוקות</td><td>קורנינג</td><td></td><td>96 בארות, 1 מ"ל</td></tr><tr><td>אגרוף ביופסיה</td><td>Stusche</td><td></td><td>4.5 מ"מ</td></tr><tr><td>שקופית מיקרוסקופ זכוכית</td> טביעת רגל <td>מנזל</td><td></td><td>של 75 x 25&nbsp; מ"מ</td></tr><tr><td>Polydimethylsiloxane</td><td>Dow Corning</td><td></td><td>Sylgard 184</td></tr><tr><td>תוסף גומי סיליקון</td><td>Wacker Chemie</td><td></td><td>Wacker Primer G790</td></tr><tr><td>צינורות ללחץ אוויר</td><td>SMC Pneumatik GmbH</td><td></td><td>Polyurethan-Schlauch, metrisch</td></tr><tr><td>אלומיניום ELISA</td><td>Bethyl Laboratories</td><td></td><td>אלבומין אנושי ELISA סט כימות</td></tr><tr><td>בדיקת לקטט דהידרוגנאז</td><td>מעבדת סטנביו</td><td></td><td>LDH Liqui-UV ערכת</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 594 אצטילציה LDL</td><td>Invitrogen</td><td></td><td>1 מ"ג/מ"ל</td></tr></tbody></table>

צ&#39;יפ multi-האיבר - פלטפורמת microfluidic לcoculture multi-רקמה לטווח ארוך

The Multi-organ Chip - A Microfluidic Platform for Long-term Multi-tissue Coculture

הכמות ההולכת וגדלה של חומרים חדשים המשתחררים לשוק ויכולת החיזוי המוגבלת של מערכות בדיקת מבחנה נוכחיות הובילו לצורך גבוה בפתרונות חדשים לבדיקת חומרים. תרופות רבות שהוצאו מהשוק עקב פגיעה בכבד הנגרמת על ידי תרופות שחררו את הפוטנציאל הרעיל שלהן רק לאחר מספר מנות של ניסויים כרוניים בבני אדם. עם זאת, מיקרו-סביבה מבוקרת היא חיונית לניסויים ארוכי טווח במינון מרובה, שכן אפילו שינויים קלים בתנאים חוץ-תאיים עשויים להשפיע מאוד על הפיזיולוגיה של התא. התמקדנו בתוכנית המחקר שלנו ביצירת ביו-ריאקטור מהונדס מיקרו, הניתן להזלפה דינמית על ידי משאבה על השבב ומשלב לפחות שני מרחבי תרבית ליישומים מרובי איברים. מערכת דם זו מחקה טוב יותר את תנאי ה-in vivo של תרביות תאים ראשוניות ומבטיחה ממסר חוץ-תאי יציב יותר וניתן לכימות יותר של אותות לתאים. 
למטרות הדגמה, מקבילות כבד אנושיות, שנוצרו על ידי צבירת תאי HepaRG מובחנים עם תאי כוכב כבד אנושיים בלוחות טיפה תלויים, עברו תרבית משותפת עם ביופסיות ניקוב עור אנושי למשך עד 28 ימים בתוך המיקרוביו-ריאקטור. השימוש בתוספות תרבית תאים מאפשר תרבית העור בממשק אוויר-נוזל, מה שמאפשר חשיפה מקומית לחומר. מערכת המיקרו-ביו-ריאקטור מסוגלת לתמוך בקו-תרביות אלו בזרימת נוזלים קרובה לפיזיולוגיה ויחסי נפח לנוזל, מה שמבטיח תנאי תרבית יציבים ואורגנוטיפיים. האפשרות של תרביות ארוכות טווח מאפשרת חשיפה חוזרת ונשנית לחומרים. יתר על כן, כלי דם של מעגל התעלה המיקרופלואידית באמצעות תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים עוריים אנושיים מניב מודל כלי דם רלוונטי יותר מבחינה פיזיולוגית.

סטנדרטי במבחנה תרביות רקמה מבוצעות בתנאים סטטיים, המגבילות את הדיפוזיה של החמצן וחומרים מזינים לרקמות האספקה. מערכות fluidic, מראים מאפייני היצע השתפרו, לעתים קרובות הקשו על ידי הדרישות בינוניות הגדולות שלהם, שיש שאינו מבחינה פיזיולוגית גבוהות בינוני ליחסי רקמה. לפיכך, המטבוליטים מדוללים ותאים אינם מסוגלים להתנות את סביבתם. MOC הוצג במחקר זה מחבר את שני תאים בתרבית רקמה נפרדים, כל אחת בגודל של באר אחד של צלחת 96-היטב סטנדרטית, על ידי מערכת ערוץ microfluidic. בקנה מידה הקטנה של המערכת והאינטגרציה של המשאבה על השבב מאפשר למערכת לפעול בהיקפי תקשורת של רק 200 ל -800 μl. זה מתאים למדיום מערכתי כולל ליחס רקמה של 8: 1 עד 31: 1, בהתאמה, לcocultures רקמת כבד ועור (יש בסך הכל נפח רקמה של כ 26 μl). חוץ-תאי הכוללת כמות הנוזלים באדם במשקל 73 קילוגרם הוא 14.6 L, על מה נפח נוזל intercapillary הוא 5.1 L, שמוביל לנוזל החוץ תאי פיסיולוגי ליחס רקמה של 1: 4. לפיכך, הסכום של תקשורת בכל מערכת הדם בMOC עדיין גדול יותר בהשוואה למצב הפיזיולוגי; ובכל זאת, הוא מייצג את התקשורת הקטנה ביותר ליחס רקמה דיווחה עד כה למערכות רב-איבר 5. כפורמטי תרבית רקמת תקן תעשייה נשמרים, חוקרים יכולים לשלב מודלים רקמת סטטי קיימים וכבר תוקף בתוך זרימת נוזל נפוצה. איור 1 מציג את סכמטי של ניסוי הגדרה של cocultures רקמה אחת MOC או רב-רקמה האפשרית. ביופסיות רקמות ראשוניות ובמבחנת -generated יכול להיות מתורבתות שווה רקמה משורות תאים או תאים ראשוניים או באמצעות תרבות מוסיף תא 96-היטב או על ידי הצבת אותם ישירות לתוך התאים בתרבית הרקמה. כמערכת הערוץ המקשרת תאי תרבית תאים היא רק 100 μמ &#39;, שווה רקמה עולה על ממדים אלה יישמרו בתוך תאי התרבות. Endothelialization של מעגל MOC עם HDMECs העיקרי מאפשר צעד נוסף קדימה לכיוון תנאי תרבות פיסיולוגיים יותר על ידי מתן מבנה כלי דם ביולוגי. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52526/52526fig1highres.jpg" width="700" /> איור 1:. ייצוג סכמטי של תרבויות MOC שווי רקמות מוכנות תחת במבחנה תנאים סטנדרטיים, מחוסן לתוך MOC וטיפח כתרבויות או cocultures יחידים בתנאים דינמיים. דגימות תקשורת יומית וניתוחי נקודת סיום מבוצעים. לחץ האוויר לנהוג המשאבה מיושם באמצעות שלושה הצינורות הכחולים מחוברים לMOC מלמעלה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52526/52526fig1highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> </a&gt; בעקבות פרוטוקול endothelialization, כיסוי HDMEC מחוברות של מעגל ערוץ microfluidic מתקבל בתוך ארבעה ימים של תרבות הדינמית, כפי שמוצג באיור 2. תאים בקלות לדבוק בקירות של ערוץ MOC, ליצור monolayer ומחוברות, ולהאריך לאורך הגזירה מתח (איור 2). יתר על כן, תאים לכסות את כל ההיקף של הערוצים, כפי שדווחו בעבר 9. לא חל שינוי נוסף במורפולוגיה אנדותל נצפה לאחר ארבעה ימים של טיפוח עד סוף התרבות. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52526/52526fig2.jpg" /> איור 2:. ערוצי MOC Endothelialized תאי כלי דם עורי אדם אנדותל (HDMEC) יצרו monolayer ומחוברות במעגל microfluidic. תאים הוכתמו LDL acetylated לאחר 23 ימים של תרבות MOC. כל מ &#39;()מעגל icrovascular היה מכוסה בתאים ותאים (B) מוארכים לאורך מאמץ הגזירה. ברים בקנה מידה: (א) 1,000 מיקרומטר ו( B) 100 מיקרומטר. בניסוי נוסף, spheroids תא העקבי בצורת דיסק כבד נוצרים מHepaRG וHHSteC במהלך שני ימים של תרבות ירידה תלויה, כמערכת מודל זה דווחה בעבר כמתאים לחילוף חומרי סמים לומד 11-13. למטרות הדגמה, תא תרבית רקמה אחת של כל מעגל MOC נזרע עם 20 spheroids בתרבות מוסיף תא 96-היטב ורקמות עובדו מעל 14 ימים בתנאים דינמיים באמצעות MOCs-endothelialized שאינו. כל מספר של אגרגטים או כמות החומר עיקרי יכול להיות משולב באופן ישיר לתאים או באמצעות מוסיף תרבית תאים. מכתים Immunofluorescent של spheroids לאחר שליפה מMOC תערוכות ביטוי חזק, אחיד לlicytokeratin ver-הטיפוסי 8/18 ושלב אני חילוף חומרים אנזימי ציטוכרום P450 3A4 ו7A1 (איור 3 א ו3B). מכתים חלבון התנגדות רב-סמים טרנספורטר canalicular 2 של (MRP-2) חשף הפנוטיפ מקוטב ואת קיומה של רשתות כמו canaliculi-מרה בסיסית (איור 3 ג). <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52526/52526fig3.jpg" /> איור 3 :. טיפוח של מיקרו-רקמות כבד מלאכותי אנושיות במצרפי MOC. הכבד טיפחו במשך 14 ימים בMOC היו מוכתם עבור cytokeratin () 8/18 (אדום) ו- (B) 3A4 ציטוכרום P450 (אדום) ו7A1 (ירוק). ביטוי (C) של canalicular טרנספורטר MRP-2 (ירוק), מכתים גרעיני כחול. ברים בקנה מידה: 100 מיקרומטר. כייצור של אלבומין הוא תנאי הכרחי אחד מתרביות רקמת כבד, יש לה דבורהn נבחר כדי לעקוב אחר פעילות כבד-טיפוסית במשרד התקשורת. ניתוח דגימות תקשורת יומיות לייצור אלבומין מצביע על עלייה משמעותית בקצב ייצור בתרבויות MOC בהשוואה לתרבויות סטטי (איור 4) ולערכים שדווחו בספרות 11. העלייה בשיעור סינתזת אלבומין אפשר אולי לייחס את אספקת החמצן וחומרים מזין גדלה בתרבויות MOC. לפיכך, MOC הוא מסוגל לקיים מצרפי כבד על פני תקופה של 14 יום תרבות במדינת מטבולית פעילה, שיפור כבד-טיפוסי התנהגות, כגון ייצור אלבומין. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/52526/52526fig4.jpg" /> איור 4: ביצועי אליפטית כבד ארבע עשרה יום בMOC ייצור אלבומין של תרביות רקמה יחידה בכבד ובמשרד התקשורת בתרבות סטטי.. הנתונים הם ממוצעי ± SEM (n = 4). לבדיקת רעילות במינון חוזרת ונשנית של Subsystemic cheMICALS וקוסמטיקה בבעלי חיים דורש 21 עד 28 ימים מיום החשיפה, כהגדרתו בהנחית OECD לא. 410 &quot;חוזרים ונשנים מנה Dermal רעילות: מחקר 21/28 יום.&quot; Cocultures עור הכבד לטווח הארוך הם שהודגם כאן לתקופה של עד 28 ימים להתמודדות עם דרישות רגולטוריות. ממשק אוויר נוזלי מסופק לחשיפת חומר עורי מאוחר יותר על ידי טיפוח ביופסיות עור בתרבות מוסיף תא 96-היטב. ניסוי coculture מתבצע exemplarily בMOCs endothelialized להוכיח אם coculture שלוש-רקמה במעגל תקשורת משולבת יכולה להיות כל הזמן קיימא ומטבולית פעיל מעל 28 ימים. ניתוח של פעילות LDH בsupernatants תקשורת חשף רמה בהתמדה פוחתת והולכת במהלך שמונת הימים הראשונים של תרבות, שנשארו קבוע בכ -80 U / l לאחר מכן (איור 5). זה מצביע על תחלופת רקמה מלאכותית אך יציבה במערכת בנקודות זמן מאוחר יותר. השוואת coculture שלוש-הרקמה ליחיד כבדניסויי coculture -tissue וכבד-אנדותל, ניתן היו למצוא ברמת LDH באופן משמעותי ירד, בעיקר בימים הראשונים בתרבויות לא כוללים העור. מוות של תאים בתוך תקופה הראשונה זו של פעילות LDH הגבוהה התרחש בעיקר בתא תרבות עור, כמו תרבויות MOC רקמה אחת עור נחשפו (מידע לא מוצג). זה יכול להיות בגלל האזור הפצוע המקיף את הביופסיה כתוצאה מהחבטות של העור. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/52526/52526fig5.jpg" /> איור 5: ביצועי רקמה חמש עשרה יום בפעילות LDH MOC בsupernatants התקשורת של תרביות רקמת הכבד בודדת (MOC Li), תרבויות כבד בMOCs endothelialized (MOC Li-Va) וcocultures העור כבד בMOC endothelialized (MOC לי. -Va-Sk). הנתונים הם ממוצעי ± SEM (n = 4). במהלך תקופת תרבות 28 היום, spheroids הכבד דבק בתחתית MOCתאי nd צמחו מתוך, ויצר קשר רב-שכבתי בין spheroids הסמוך. זה לא יפגע בתפקוד רקמות. Endpoint ניתוח על ידי immunofluorescence הראה כי spheroids הכבד היה עדיין מטבולית פעיל לאחר 28 ימים של coculture MOC, כפי שמוצגים על ידי ציטוכרום P450 3A4 צביעה (איור 6 א). HHSteC חולקו לאורך כל המקבילה הכבד, כפי שמוצג על ידי צביעת vimentin (איור 6). עלייה בעוצמת כתמי vimentin יכולה להיבחן באזורים שבם תאים שצמחו מתוך spheroids. מכתים לגורם פון Willebrand (vWF) הראה כי תאי האנדותל לא חדר עמוק לתוך הרקמה, אבל היו במגע תאי תאים ישיר עם hepatocytes החיצוני (איור 6 ג). צביעת אימונוהיסטוכימיה של ביופסיות העור הראתה ביטוי של C tenascin וקולגן IV בקרום הבסיסי (איור 6 ד), תוך הכתמה של שליטת סטטי הראתה elevatרמות ed של C tenascin (איור 6-ה). Tenascin C הוכח להיות שהוגבר בריפוי פצעים, תהליכים דלקתיים וסיסטיק, המצביע על תהליכים הנגרם fibrotic בסטטי, אבל לא בתרבויות דינמיות 14,15. כדאיות תא יציבים ופונקציונליות של רקמות לאחר coculture 28 יום בMOC להוכיח כי המערכת אינו מסוגלת לשמור על שילוב של עד שלוש רקמות במעגל תקשורת נפוצה. תאים ראשוניים, כמו גם מודלים וביופסיות רקמות, יכולים להיות מעובד בו זמנית במערכת MOC. <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/52526/52526fig6highres.jpg" width="700" /> איור 6:. ביצועים של תרבויות רבת-רקמה מעל 28 ימים שווי כבד וביופסיות עור עובדו בפונקציונליות MOC ותא endothelialized הוצג על ידי immunostaining של שלב (א) אני אנזימי ציטוכרום P4503A4 (אדום), vimentin (אדום) (ב), cytokeratin (C) 8/18 (אדום) וvWF (ירוק) ברקמת כבד. ביופסיות עור cocultivated במשך 28 ימים (ד &#39;) במשרד התקשורת או (E) בתנאים סטטיים היו מוכתמות עבור ג tenascin (אדום) וקולגן IV (ירוק), מכתים גרעיני כחול. מכתים (F) H &amp; E של העור לאחר 28 ימים של תרבות MOC. ברים בקנה מידה: 100 מיקרומטר.

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לתרבית תאים ראשוניים, מודלים של רקמות וביופסיות ניקוב בשבב מיקרופלואידי מרובה איברים למשך עד 28 ימים. תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים עוריים אנושיים, אגרגטים בכבד וביופסיות עור שולבו בהצלחה במחזור מדיה משותף.

צ&#39;יפ Multi-האיבר - פלטפורמת Microfluidic לCoculture Multi-רקמה לטווח ארוך

The ever growing amount of new substances released onto the market and the limited predictability of current in vitro test systems has led to a high need ...

the-multi-organ-chip-microfluidic-platform-for-long-term-multi-tissue

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

אנו מתארים פלטפורמת השבבים מבוססי לעיבוד תלת ממדי של תאים מיקרו bioreactors. אחת שבב יכול בית עד 10 Mio. תאים שיכולים להיות מעובדים בתנאים מוגדרים במדויק לגבי זרימת נוזלים, מתח וכו 'חמצן בלולאה, סטרילי במחזור סגור.

שבב מבוסס תלת ממדי נייד תרבות Micro-bioreactors perfused

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבידוד ותרבות תאים בודדים עם פלטפורמה מיקרופלואידית, המשתמשת בתפיסת עיצוב מיקרו-באר חדשה כדי לאפשר בידוד תא בודד ביעילות גבוהה ותרבית משובטת לטווח ארוך.

פלטפורמת Microfluidic עבור בידוד תפוקה גבוהה מתא בודד ותרבות

אנו מתארים פרוטוקול במבחנה Microbiome במעיים שיתוף תרבות villi מעיים במשך תקופה ארוכה באמצעות אדם בטן-על-שבב מערכת microphysiological.

עמית תרבות Microbiome חי עם Microengineered אדם המעיים villi בתוך גוט-על-שבב מכשיר microfluidic

כאן, אנו מציגים פרוטוקול המתאר את ייצור של הערוץ מתיחה, כפול, איברים שבב microfluidic תא תרבות מכשירי recapitulating איברים ברמת פונקציונליות בתוך חוץ גופית.

ייצור מדרגי של הערוץ מתיחה, כפול, צ'יפס Microfluidic איברים

דוח זה מתאר שיטה מבוססת שבב מיקרופלואידיג כדי להגדיר ניסוי של תרבות תא בודדת שבה ניתן להשיג שיוך ביעילות גבוהה וניתוח מיקרוסקופי של תאים בודדים מרובים.

הקמת תרבויות בודדות מבוססות-משותפות באופן דטרמיניסטי עם שבב מיקרופלואידיסי

מחסום הדם-מוח (BBB) הוא יחידת נוירונימי-דם הדוקה באופן הדוק הומאוסטזיס מוחי. על ידי שילוב האדם iPSCs והעוגב-על-שבב טכנולוגיות, יצרנו שבב BBB אישי, מתאים למידול מחלות ותחזיות החדירה לתרופות של הפונקציה. פרוטוקול מפורט מתואר לדור ותפעול של שבב BBB.

הדור של המוח האנושי מבוסס על-ידי שבב דם-מחסום

אנו מציגים מערכת מיקרופלואידית למחקרי תפוקה גבוהה על מכונות חיים מורכבות, המורכבת מ-1500 יחידות תרבות, מערך של משאבות פריסטליות משופרות ומודולוס ערבוב באתר. השבב המיקרופלואידי מאפשר ניתוח של התנאים המיקרו-סביבתיים המורכבים והדינמיים ביותר ב-vivo.

יצירת תנאי סביבה דינמיים באמצעות מכשיר מיקרופלואידי בעל תפוקה גבוהה

בעידן האימונותרפיה והפרופיל הגנומי של התא הבודד, ביולוגיה של סרטן דורשת כלים חדשניים במבחנה וחישוביים לחקר הממשק הגידולי-חיסוני בהקשר מרחבי-זמני נכון. אנו מתארים פרוטוקולים לניצול תרביות מיקרופלואידיות מיקרופלואידיות של גידולים חיסוניים בסביבות דו-ממדיות ותלת-ממדיות, התואמים לניטור דינמי ורב-פרמטרי של תפקודים תאיים.

מודלים של תרבית משותפת מיקרופלואידית לניתוח התגובה החיסונית במיקרו-סביבות גידוליות במבחנה

אורגנואידים במעיים שמקורם בביופסיה וטכנולוגיות של איברים על שבבים משולבים בפלטפורמה מיקרופיזיולוגית כדי לשחזר את פונקציונליות המעי הספציפית לאזור.

שילוב של אורגנואידים אנושיים וטכנולוגיית איברים על שבב כדי ליצור מודל של פונקציונליות ספציפית לאזורי מעיים

הפרוטוקול המפורט שלנו מתאר את היצירה והשימוש במודל מעי על שבב מתקדם, המדמה רירית מעיים אנושית עם מבנים תלת-ממדיים וסוגי תאים שונים, ומאפשר ניתוח מעמיק של תגובות חיסוניות ותפקודים תאיים בתגובה להתיישבות מיקרוביאלית.

מודל מעי-על-שבב חיסוני לניתוח תגובות חיסוניות של רירית המעי

במאמר זה אנו מציגים פרוטוקולים המפרטים הוראות ליישום תרביות תאים תלת-ממדיות באמצעות מטריצות קולגן וקולגן-אגרוז במערכת מיקרופיזיולוגית. פרוטוקולים אלה תומכים בתרבית משותפת של צינורית הכליה הפרוקסימלית וקרצינומה של תאי הכליה, המדמים תנאי in vivo ומאפשרים חקירה מתקדמת של אינטראקציות בין תאי סרטן הכליה.

תרבית משותפת מיקרופלואידית של אפיתל כליות בריא וגידול למודל התקדמות סרטן הכליה

חקור שימוש בשבב מיקרו-זורמי רב-איברי לקו-תרבות ארוך טווח של תאי אנדותל, צברי כבד וביופסיות עור. שיטה זו מאפשרת חקר אינטראקציות תאיות ויישומים בבדיקת תרופות.

צ'יפ Multi-האיבר - פלטפורמת Microfluidic לCoculture Multi-רקמה לטווח ארוך

גלה סרטונים נוספים