20 באפריל 2018
כאן אנו מציגים את שיטת מודל אנושי במבחנה של פציעה מתיחה בתבנית 96-ובכן בציר הרלוונטי לפגיעה טראומה. זה כולל שיטות בדיית לוחות מתיחה, לכימות את העלבון מכני culturing, ופצעו תאים, הדמיה, ניתוח תוכן גבוהה לכמת פגיעה.
המטרה הכוללת של מודל זה היא ליצור פנוטיפ נוירוטראומה רלוונטי מבחינה קלינית בפורמט של 96 בארות כדי להקל על השוואה יעילה ובו זמנית של פציעה שנגרמה בתנאי ניסוי מרובים. המטרה העיקרית של מודל זה היא לאפשר מסכי גילוי תרופות פנוטיפיות בעלות תוכן גבוה בנוירוטראומה, עם נוירונים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם. הלוחות המשמשים במודל זה שומרים על גיאומטריית הלוחות הסטנדרטית בתעשייה של 96 בארות, ושומרות על תאימותן למכונות סינון קיימות בעלות תוכן גבוה, כמו זרועות רובוטיות ומיקרוסקופים אוטומטיים.
כדי להתחיל, הנח צלחת ללא תחתית עם 96 בארות עם הצד התחתון כלפי מעלה בתוך שואב פלזמה של 200 וואט למשך 60 שניות בהספק גבוה. לאחר מכן, הניחו את הצלחת ב -200 מיליליטר של 1.5% APTES טריים שהוכנו במים נטולי יונים, הצד התחתון כלפי מטה, למשך 20 דקות במכסה אדים. 10 דקות לאחר הדגירה, השתמש במלקחיים כדי למקם קרום סיליקון שטופל בפלזמה על גבי מלבן נייר קלף בגודל 7.5 על 11 סנטימטר, ויישר לוח אלומיניום בגודל 7.5 על 11.05 ס"מ על החלק התחתון של מהדק ייצור הצלחות.
לאחר מכן השתמש במלקחיים כדי ליישר את קרום הסיליקון ונייר האפייה על לוח האלומיניום. בתום תקופת הציפוי, הסר את הצלחת ללא תחתית מאמבט APTES, ונער את התמיסה העודפת. טובלים את הצלחת ללא תחתית בשתי אמבטיות מים רצופות של 200 מיליליטר נטולות יונים למשך חמש שניות כל טבילה, ומנערים את עודפי המים.
לאחר ייבוש מלא עם אוויר דחוס, הנח את הצלחת ללא תחתית בחלק העליון של ייצור הצלחת clamp, וסגור בעדינות את clamp כדי ללחוץ את הצלחת ללא תחתית וסיליקון יחד. כדי ליישר את הבלוק הפנימי, השתמש ב-tagclamps כדי להדק את הצלחת על ה-stagשל מכשיר המתיחה מתחת למצלמה עם הזנה חיה, והנח אור כיפה מעל המכשיר. הפעל את תוכנת בקרת המכשיר במחשב המחובר למכשיר הפציעה, ולחץ על חלון ההפעלה כדי להפעיל את פרויקט הנוירוטראומה במבחנה.
מחלון הפרויקט, לחץ פעמיים על המכשירים הווירטואליים של בקרת התנועה ומעקב המיקום. סגור את הכלוב המקיף את מכשיר הפציעה, ולחץ על החץ במכשיר הווירטואלי של בקרת התנועה כדי להפעיל את המכשיר. לחץ קרוב לתחתית כדי להוריד את ה-stage לטווח של שני מילימטרים ממגע עם הכניסים, ולאחר מכן לחץ על עצור כדי לעצור את הכלי הווירטואלי.
בחלון הפרויקט, לחץ לחיצה ימנית על ציר אחד ולחץ על לוח בדיקה אינטראקטיבי. הזן 500 יחידות בשדה מיקום יעד בחלון שמופיע כדי להגדיר את גודל הצעד ל- 50 מיקרומטר. לאחר מכן לחצו על Go שוב ושוב, עד שהלוחית תיצור מגע עם כניסות כלשהן, ותבדוק אם יש מגע בתמונה החיה המוצגת על ידי המצלמה.
מיקום הבמה האנכי ידווח בפינה השמאלית העליונה של חלון לוח הבדיקה האינטראקטיבי. הורד את הצלחת עוד יותר עד שכל באר יצרה מגע עם הכניסות, הזז את המצלמה והבמה לפי הצורך כדי לראות את הצלחת כולה. שים לב למיקום השלב האנכי המדווח כאשר כל הפוסטים נמצאים במגע, וסגור את לוח הבדיקה האינטראקטיבי.
לאחר מכן, הפעל את הכלי הווירטואלי לבקרת תנועה, ולחץ למעלה כדי להרים את הבמה, באמצעות כפתור העצירה כדי לעצור את הכלי הווירטואלי כאשר הבמה במקומה. פתח את הדלת כדי לבטל את המכשיר, ואז שחרר את בורג ה- seth בפינה שיצר מגע ראשון כדי להוריד את הפינה, והדק את הבורג הנגדי כדי להעלות את הפינה שיצרה מגע אחרון. חזור על הורדת הבלוק, התבוננות והתאמה עד שהצלחת יוצרת מגע עם כל הכניסות בו זמנית.
יישור זהיר של בלוק הכניסה חשוב להשגת פציעה אחידה על פני כל בארות הצלחת. פתח את הדלת כדי להשבית שוב את המכשיר, והכנס את ברגי הקשירה לחורים שלהם בבלוק הכניסה לאחר מכן הדק את הברגים למקומם, ושים לב ל-tagמיקום המדווח על ידי לוח הבדיקה האינטראקטיבי כאשר הצלחת יוצרת מגע.
כדי למתוח את הצלחת, שנה את שם הקובץ בשדה נתיב הקובץ במכשיר הווירטואלי לבדיקת המיקום לשם קובץ ייחודי ולחץ על החץ הפעלה. הגדר את העומק ומשך השקע ואת השדות פציעה ומשך פציעה במכשיר הווירטואלי של לוח בקרת התנועה. כשהצלחת במצב אפס, הפעל את המכשיר הווירטואלי של לוח בקרת התנועה ולחץ על פציעה כדי להכניס את הצלחת.
נקישה למעלה כדי להזיז את ה-stagה למעלה, לחץ על עצור כאשר הצלחת במצב העליון, ופתח את הדלת כדי להשבית את מכשיר הפציעה. לאחר מכן בדוק את היסטוריית התזוזה של השלב המוצג במכשיר הווירטואלי של מעקב המיקום כדי לאשר שהתזוזה המקסימלית שצוינה הוחלה, וייצא את הנתונים לתוכנית גיליון אלקטרוני מתאימה. כדי להעריך את מתיחת קרום הסיליקון, לאחר טיפול בפלזמה, הניחו את הצלחת על משטח רך, והניחו את הבליטה הקטנה על חותמת עם דיו מעט טוש קבוע.
הכנס את החותמת לבאר הראשונה שנבדקה, והקש כדי להבטיח העברה טובה של דיו. כאשר כל הבארות הוטבעו, הנח את המצלמה המהירה על מעמד זרוע מעל מכשיר הפציעה כשהעדשה מכוונת לנקודת ה-F הממוספרת הקטנה ביותר כך ששדה הראייה יכיל 12 שקעים ברשת של שלושה על ארבע. כשהמקום נמצא במצב נקודת האפס, לחיצה אחת על כפתור ההקלטה בתוכנת המצלמה כך שהיא תקרא את ההדק פנימה, ותדליק את האור הצירי המפוזר הבהיר.
לאחר מכן הכנס את הצלחת כפי שהודגם זה עתה, וכבה את האור הצירי. כדי לפגוע בתרבית תאים, הוסף 100 מיקרוליטר של תאי עצב פלוריפוטנטיים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים שטופלו בלמינין לכל באר של הצלחת שטופלה בפלזמה, ואפשר לתאים להיצמד לתחתית הצלחת למשך 15 דקות בטמפרטורת החדר לפני הנחת הצלחת באינקובטור תרבית התאים. לאחר יומיים-שלושה של תרבית, clamp את הצלחת על שלב מכשיר הפציעה, והתאם את מיקום המכסה כדי לאבטח את הצלחת מבלי לחשוף את התרביות לאוויר הסביבה.
לאחר מכן, כשהצלחת במצב נקודת האפס, הכנס את הצלחת כפי שהודגם זה עתה. בתרבית אופטימלית לא פגועה יהיו מעט גושים של יותר מחמישה תאים, אם בכלל, והנויריטים יהיו אינדיבידואליים, ארוכים, דקים ומעוקלים, עם מעט חרוזים או ללא חרוזים. בתנאים אידיאליים, כדאיות התרביות צריכה להתקרב מקרוב לכדאיות המצוינת בגיליון הנתונים של היצרן, ותרביות על סיליקון צריכות להידמות לאלו שנשמרות על מצעי תרבית קשיחים קונבנציונליים.
הגדלת צפיפות התאים מגדילה את מספר וגודל הגושים הנוצרים בתרבית, בעוד שהגדלת ריכוז הלמינין בדרך כלל מנטרלת השפעה זו. בתרביות שנפגעו עם מתח שיא של 57%, ארבע שעות לאחר הפציעה, הנויריטים מתקצרים או חסרים, ולחלקם יש חרוזים עם גושים המודגמים על ידי התאים הקיימים הנותרים. יש לציין כי טיפולי למינין במינון גבוה יותר מפחיתים את חומרת הפגיעה בתרביות התאים באופן תלוי ריכוז, כפי שמעידים עלייה באורך הנויריט ובכדאיות התאים בתרביות הלמינין המטופלות במינון גבוה יותר.
בעת ניסיון הליך זה, חשוב לקחת בחשבון זמני אספקה. לדוגמה, ניקוי רעלים מהממברנה אורך שלושה ימים, והצלחות המיוצרות צריכות להתרפא למשך הלילה לפני השימוש. אל תשכח שמכשיר הפציעה מכיל סליל קול חזק כדי להניע את תנועתו, ויש להתרחק תמיד מהמכשיר כשהוא פעיל, ולכבות את המכשיר רק כאשר ה-stage נמצא בחלק העליון של נסיעתו.
מחקר זה מציג שיטה ליצירת מודל in vitro אנושי של פגיעת מתיחה בפורמט של 96 בארות, הרלוונטי לטראומות כתוצאה מחבטה. המודל מאפשר סריקות לגילוי תרופות המבוססות על פנוטיפ עם תוכן גבוה (high-content) באמצעות נוירונים שהופקו מתאי גזע פלוריפוטנטיים מושריים אנושיים (hiPSCs), על ידי מתן אפשרות להשוואה בין פגיעות תחת תנאים ניסויים מרובים.
שיטה זו מאפשרת סריקה פנוטיפית בתפוקה גבוהה של תרופות לטיפול בטראומה נוירולוגית באמצעות נוירונים המופקים מתאי גזע פלוריים אנושיים (iPSC) בפורמט של 96 בארות, ובכך היא נותנת מענה לפער התרגומי בגילוי תרופות עבור TBI. באמצעות שכפול פרופילים של מאמץ מכני הרלוונטיים מבחינה קלינית, השיטה תומכת בהפחתת סיכונים מכניסטיים ובביטחון חיזוי בשלבי תיקוף מוקדמים של מטרות טיפוליות. הפלטפורמה משתלבת בתשתיות קיימות לסריקה בעלת תוכן גבוה (high-content screening), ובכך משפרת את מוכנות הבדיקה ואת יעילות המיון של תיקי התרופות.
השיטה משתלבת ברצף הגילוי, החל מתיקוף המטרה ועד לזיהוי מובילים (lead identification), ובכך מאפשרת סריקה מכניסטית לפני מחויבות לשלב הפרה-קליני.