Name: בדיקות פרה-קליניות של תרופות ברקמות שריר מהונדסות תלת-ממדיות ניתנות להרחבה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-07T13:10:00.000+00:00
Duration: 8 min 7 s
Description: למדו שיטה ליצירת רקמות שריר תלת-ממדיות מהונדסות לסקרינג תרופות פרה-קליני. השיטה משתמשת בחיישנים מגנטיים להערכת כיווציות ב-24 בארות בו-זמנית, ומאפשרת מחקר מחלות שריר וגילוי תרופות ביעילות גבוהה.

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

עבודה זו נתמכה חלקית על ידי מימון ממנהל המזון והתרופות האמריקאי (U01 FD006676-01 שהוענק למכון למדעי הבריאות והסביבה) ועל ידי מימון מהמכונים הלאומיים לבריאות (HL151094 לד"ר גייס). אנו מודים לד"ר אלק ס. ט. סמית על עזרתו בהכנת כתב יד זה.

<ol><li>Sharma, A., Wu, J. C., Wu, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes+for+cardiovascular+disease+modeling+and+drug+screening%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Research+%26+Therapy%22%5BJournal%5D)">Induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes for cardiovascular disease modeling and drug screening.</a> Stem Cell Research & Therapy. 4, 150(2013).</li>
<li>Mudera, V., Smith, A. S. T., Brady, M. A., Lewis, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+cell+density+on+the+maturation+and+contractile+ability+of+muscle+derived+cells+in+a+3D+tissue-engineered+skeletal+muscle+model+and+determination+of+the+cellular+and+mechanical+stimuli+required+for+the+synthesis+of+a+postural+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cellular+Physiology%22%5BJournal%5D)">The effect of cell density on the maturation and contractile ability of muscle derived cells in a 3D tissue-engineered skeletal muscle model and determination of the cellular and mechanical stimuli required for the synthesis of a postural phenotype.</a> Journal of Cellular Physiology. 225 (3), 646-653 (2010).</li>
<li>Vandenburgh, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-engineered+skeletal+muscle+organoids+for+reversible+gene+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Gene+Therapy%22%5BJournal%5D)">Tissue-engineered skeletal muscle organoids for reversible gene therapy.</a> Human Gene Therapy. 7 (17), 2195-2200 (1996).</li>
<li>Rao, L., Qian, Y., Khodabukus, A., Ribar, T., Bursac, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+human+pluripotent+stem+cells+into+a+functional+skeletal+muscle+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Engineering human pluripotent stem cells into a functional skeletal muscle tissue.</a> Nature Communications. 9 (1), 126(2018).</li>
<li>Fleming, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioengineered+human+skeletal+muscle+capable+of+functional+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Biology%22%5BJournal%5D)">Bioengineered human skeletal muscle capable of functional regeneration.</a> BMC Biology. 18 (1), 145(2020).</li>
<li>Madden, L., Juhas, M., Kraus, W. E., Truskey, G. A., Bursac, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioengineered+human+myobundles+mimic+clinical+responses+of+skeletal+muscle+to+drugs%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Bioengineered human myobundles mimic clinical responses of skeletal muscle to drugs.</a> eLife. 4, 04885(2015).</li>
<li>Urciuolo, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+a+3D+in+vitro+model+of+human+skeletal+muscle+at+the+single+fiber+scale%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+One%22%5BJournal%5D)">Engineering a 3D in vitro model of human skeletal muscle at the single fiber scale.</a> PLOS One. 15 (5), 0232081(2020).</li>
<li>Afshar, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+96-well+culture+platform+enables+longitudinal+analyses+of+engineered+human+skeletal+muscle+microtissue+strength%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">A 96-well culture platform enables longitudinal analyses of engineered human skeletal muscle microtissue strength.</a> Scientific Reports. 10, 6918(2020).</li>
<li>Sakar, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+and+optogenetic+control+of+engineered+3D+skeletal+muscle+bioactuators%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Formation and optogenetic control of engineered 3D skeletal muscle bioactuators.</a> Lab on a Chip. 12 (23), 4976-4985 (2012).</li>
<li>Vila, O. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+human+neuromuscular+function+through+optogenetics%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Quantification of human neuromuscular function through optogenetics.</a> Theranostics. 9 (5), 1232-1246 (2019).</li>
<li>Khodabukus, A., Baar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defined+electrical+stimulation+emphasizing+excitability+for+the+development+and+testing+of+engineered+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering+Part+C%3A+Methods%22%5BJournal%5D)">Defined electrical stimulation emphasizing excitability for the development and testing of engineered skeletal muscle.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 18 (5), 349-357 (2011).</li>
<li>Vandenburgh, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug-screening+platform+based+on+the+contractility+of+tissue-engineered+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+%26+Nerve%22%5BJournal%5D)">Drug-screening platform based on the contractility of tissue-engineered muscle.</a> Muscle & Nerve. 37 (4), 438-447 (2008).</li>
<li>Bielawski, K. S., Leonard, A., Bhandari, S., Murry, C. E., Sniadecki, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+force+and+frequency+analysis+of+engineered+human+heart+tissue+derived+from+induced+pluripotent+stem+cells+using+magnetic+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Enineering+Part+C+Methods%22%5BJournal%5D)">Real-time force and frequency analysis of engineered human heart tissue derived from induced pluripotent stem cells using magnetic sensing.</a> Tissue Enineering Part C Methods. 22 (10), 932-940 (2016).</li>
<li>Smith, A. S. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput%2C+real-time+monitoring+of+engineered+skeletal+muscle+function+using+magnetic+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22bioRxiv%22%5BJournal%5D)">High-throughput, real-time monitoring of engineered skeletal muscle function using magnetic sensing.</a> bioRxiv. , 492879(2022).</li>
<li>Scheraga, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+thrombin-fibrinogen+interaction%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">The thrombin-fibrinogen interaction.</a> Biophysical Chemistry. 112 (2-3), 117-130 (2004).</li>
<li>Hinds, S., Bian, W., Dennis, R. G., Bursac, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+extracellular+matrix+composition+in+structure+and+function+of+bioengineered+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The role of extracellular matrix composition in structure and function of bioengineered skeletal muscle.</a> Biomaterials. 32 (14), 3575-3583 (2011).</li>
<li>Carvalho, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doxorubicin%3A+the+good%2C+the+bad+and+the+ugly+effect%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Doxorubicin: the good, the bad and the ugly effect.</a> Current Medicinal Chemistry. 16 (25), 3267-3285 (2009).</li>
<li>Ahmad, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+dysfunction+associated+with+a+nucleotide+polymerase+inhibitor+for+treatment+of+hepatitis+C%5BTitle%5D)+AND+%22Hepatology%22%5BJournal%5D)">Cardiac dysfunction associated with a nucleotide polymerase inhibitor for treatment of hepatitis C.</a> Hepatology. 62 (2), 409-416 (2015).</li>
<li>Gill, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+the+cover%3A+Investigative+nonclinical+cardiovascular+safety+and+toxicology+studies+with+BMS-986094%2C+an+NS5b+RNA-dependent+RNA+polymerase+inhibitor%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicological+Sciences%22%5BJournal%5D)">From the cover: Investigative nonclinical cardiovascular safety and toxicology studies with BMS-986094, an NS5b RNA-dependent RNA polymerase inhibitor.</a> Toxicological Sciences. 155 (2), 348-362 (2017).</li>
<li>Ostap, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2%2C3-Butanedione+monoxime+%28BDM%29+as+a+myosin+inhibitor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Muscle+Research+and+Cell+Motility%22%5BJournal%5D)">2,3-Butanedione monoxime (BDM) as a myosin inhibitor.</a> Journal of Muscle Research and Cell Motility. 23 (4), 305-308 (2002).</li>
<li>Fryer, M. W., Gage, P. W., Neering, I. R., Dulhunty, A. F., Lamb, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paralysis+of+skeletal+muscle+by+butanedione+monoxime%2C+a+chemical+phosphatase%5BTitle%5D)+AND+%22Pfl%C3%BCgers+Archiv%3A+European+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Paralysis of skeletal muscle by butanedione monoxime, a chemical phosphatase.</a> Pflügers Archiv: European Journal of Physiology. 411 (1), 76-79 (1988).</li>
<li>Fleming, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+regeneration+of+tissue+engineered+skeletal+muscle+in+vitro+is+dependent+on+the+inclusion+of+basement+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Cytoskeleton%22%5BJournal%5D)">Functional regeneration of tissue engineered skeletal muscle in vitro is dependent on the inclusion of basement membrane proteins.</a> Cytoskeleton. 76 (6), Hoboken. 371-382 (2019).</li>
<li>Capel, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scalable+3D+printed+molds+for+human+tissue+engineered+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Bioengineering+and+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Scalable 3D printed molds for human tissue engineered skeletal muscle.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 7, 20(2019).</li>
<li>Tsui, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+electroconductive+decellularized+extracellular+matrix+hydrogels+for+engineering+human+cardiac+microphysiological+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Tunable electroconductive decellularized extracellular matrix hydrogels for engineering human cardiac microphysiological systems.</a> Biomaterials. 272, 120764(2021).</li>
<li>Tsui, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conductive+silk-polypyrrole+composite+scaffolds+with+bioinspired+nanotopographic+cues+for+cardiac+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Conductive silk-polypyrrole composite scaffolds with bioinspired nanotopographic cues for cardiac tissue engineering.</a> Journal of Materials Chemistry B. 6 (44), 7185-7196 (2018).</li>
<li>Gabella, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+cells%2C+nerves%2C+fibroblasts+and+vessels+in+the+detrusor+of+the+rat+urinary+bladder%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Smooth+Muscle+Research%22%5BJournal%5D)">Muscle cells, nerves, fibroblasts and vessels in the detrusor of the rat urinary bladder.</a> Journal of Smooth Muscle Research. 55 (0), 34-67 (2019).</li>
<li>Christov, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+satellite+cells+and+endothelial+cells%3A+close+neighbors+and+privileged+partners%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Biology+of+the+Cell%22%5BJournal%5D)">Muscle satellite cells and endothelial cells: close neighbors and privileged partners.</a> Molecular Biology of the Cell. 18 (4), 1397-1409 (2007).</li>
<li>Bersini, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+an+environment+for+the+study+of+fibrosis%3A+A+3D+human+muscle+model+with+endothelium+specificity+and+endomysium%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Engineering an environment for the study of fibrosis: A 3D human muscle model with endothelium specificity and endomysium.</a> Cell Reports. 25 (13), 3858-3868 (2018).</li>
<li>Gilbert-Honick, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+functional+and+histological+regeneration+of+vascularized+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Engineering functional and histological regeneration of vascularized skeletal muscle.</a> Biomaterials. 164, 70-79 (2018).</li>
<li>Maffioletti, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+human+iPSC-derived+artificial+skeletal+muscles+model+muscular+dystrophies+and+enable+multilineage+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional human iPSC-derived artificial skeletal muscles model muscular dystrophies and enable multilineage tissue engineering.</a> Cell Reports. 23 (3), 899-908 (2018).</li>
</ol>

כל הכותבים הם עובדים ובעלי מניות ב-Curi Bio Inc., החברה שממסחרת את חומרת Mantarray ואת התוכנה הנלווית אליה.

מחקר זה מתאר שיטות ליצירת רקמות שרירי לב ושלד מהונדסים בתלת ממד בתוך ערכת יציקה מתכלה של 24 בארות. על ידי ביצוע שיטות אלה, ניתן להשיג באופן עקבי מערך שלם של 24 רקמות ללא כשלים יציקה עבור בדיקות סמים לאחר מכן. שיקולים קריטיים להשגת תוצאה כזו הם הבטחת ביצוע כל השלבים על קרח למניעת פילמור מוקדם של ההידרוג'לים, הסרת מגיב דיסוציאציה של התא לפני יציקת רקמות, ערבוב יסודי של התא ותרחיף הידרוג'ל לכל רקמה, החלפת קצות פיפטה בין רקמות, ושימוש ב- FBS מומת חום (אם נעשה בו שימוש בכלל). כמו כן, חשוב לוודא כי הסריג הפוסט אינו זז ברגע שהיציקה מתחילה ומועברת בעדינות לאחר היווצרות הידרוג'לים.
שינויים עיקריים כוללים שימוש בסוגי תאים שונים להשגת EMT לב לעומת שלד וסימום של הידרוג'לים עם ריכוזים משתנים של חלבוני קרום מרתף כדי לקדם את הבשלת התאים ויציבות הרקמות. ההשפעות המועילות של סימום כזה חייבות להיבדק בכל מקרה לגופו, אך הוכח כמשפר את התוצאות התפקודיות ואת תוחלת החיים של רקמות בנסיבות מסוימות14,16,22. ראוי גם לציין כי צפיפויות התאים המפורטות הן מדריך וייתכן שיהיה צורך למטב אותן עבור קווי תאים שונים. הרכבי הידרוג'ל חלופיים יכולים להיחשב גם כאמצעי לשינוי המאפיינים המבניים והפונקציונליים של החובשים שהושגו23,24,25. מיקרו-סביבת השרירים הטבעית מכילה גם סוגי תאים תומכים לקידום וסקולריזציה, עצבוב ושקיעת מטריצה לתמיכה במיוציטים בצורה ובתפקוד26,27. בעוד המערכת המתוארת כאן משלבת כיום פיברובלסטים ברקמות לב תלת-ממדיות, סוגי תאים נוספים עשויים ליצור מודל פיזיולוגי רלוונטי יותר לחקר הבטיחות והיעילות של תרכובות טיפוליות במבחנה. בעבר, מגוון סוגי תאים תומכים שולבו בהצלחה ברקמות מהונדסות-תלת-ממד והציגו תבנית מרגשת למחקר עתידי באמצעות פלטפורמת ההתכווצות של החישה המגנטית28,29,30.
פתרון בעיות עבור פרוטוקול זה מתמקד בהיווצרות רקמות לא אמינות או לא עקביות במהלך תהליך הליהוק. יש להקפיד להימנע מהיווצרות בועות בהידרוג'לים בזמן יציקתם ועדיין להקל על פיזור אחיד של התאים במהלך הערבוב. ניסויי אופטימיזציה יידרשו ככל הנראה עבור כל סוג תא חדש כדי לזהות צפיפויות תאים אידיאליות, יחסי תאים והרכב מטריצה.
מגבלה עיקרית עבור טכניקה זו היא מספר משמעותי של תאים הדרושים כדי להקים צלחת מלאה של 24 EMTs. עבור הנתונים המוצגים כאן, 15 מיליון cardiomyocytes ו 18 מיליון myoblasts השלד שימשו לכל צלחת. ייתכן שלחוקרים מסוימים לא תהיה גישה למאגרים כה גדולים של חומר תאי, מה שעלול לעכב את יכולתם להשתמש בפלטפורמה זו במלואה. אם למשתמשי הקצה אין גישה לחומרת חישה מגנטית, יש לבצע מדידות של סטיות לאחר מכן באופן אופטי, מה שמפחית משמעותית את התפוקה ומונע רישום בו זמנית של התכווצויות שרירים על פני בארות מרובות. עם זאת, חומרת Mantarray מתגברת על מגבלות אלה ומציעה את המערכת המסחרית הראשונה המסוגלת לניתוח רציף ולא פולשני של התכווצות EMT בו זמנית על פני מבנים מרובים.
חישה מגנטית על פני 24 בארות מאפשרת מחקרי אורך של התפתחות תפקודית EMT בזמן אמת ומאפשרת מדידה מדויקת של תגובות אקוטיות למניפולציה כימית, סביבתית או גנטית. בעוד שלחישה מגנטית יש מספר יתרונות כגון מדידה סימולטנית על פני רקמות מרובות, ואינה דורשת ניתוח נתונים מסובך, שיטות זיהוי אופטיות מאפשרות מדידה בו זמנית של מדדים פיזיולוגיים כגון שטף סידן או מיפוי מתח. עם זאת, מערכי נתונים כמו אלה המתוארים בסעיף התוצאות מדגימים את רוחב היישומים שיש לטכנולוגיה זו בתחום פיתוח התרופות. בהתחשב בכך שבדיקות מעטות בשוק מציעות את האמצעים לבצע הערכה ישירה של תפוקת התכווצות בשרירים מהונדסים, שיטות אלה טומנות בחובן פוטנציאל לחולל מהפכה בצנרת הפיתוח הפרה-קליני.

מודלים של תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (iPSC) הופכים יותר ויותר לשחקני מפתח בצנרת הפרה-קלינית לגילוי ופיתוח טיפולי, כמו גם מחקר ביולוגי בסיסי ומידול מחלות 1,2,3,4,5. רקמות התכווצות, כגון שרירי לב ושלד שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים טומנים בחובם פוטנציאל גדול לשיפור כוח הניבוי של מחקרי מבחנה אנושיים, שכן הערכה ישירה של כוח התכווצות השרירים והקינטיקה הם מדדים כמותיים לחקר תפקוד הרקמה הכולל 4,6,7,8. בדרך כלל, מדידות של כוח התכווצות הושגו בעקיפין על ידי מעקב אופטי של סטיית המצע9,10 או ישירות על ידי חיבור של תאים/רקמות למתמר כוח 4,11,12. שיטות אלה, למרות שהן מדויקות, הן בעלות תפוקה נמוכה מטבען ובדרך כלל דורשות מפעילים מיומנים מאוד לאסוף ולנתח נתונים.
עבודות קודמות הראו כי חישת שדה מגנטי עוקפת מכשולים אלה ומספקת שיטה חלופית להערכת תפקוד שרירים מהונדסים בו זמנית על פני מבני רקמות מרובים13. פלטפורמת ההתכווצות התלת-ממדית Mantarray (Magnetometric Analyzer for eNgineered Tissue ARRAY) מתבססת על טכנולוגיה זו באמצעות מכשיר המסוגל למדוד את ההתכווצות של רקמות שריר מהונדסות באופן מקביל מאוד הממנף את המורכבות של מודלים סלולריים תלת-ממדיים עם סינון בתפוקה גבוהה יותר14. הפלטפורמה מאפשרת ניטור כמותי ובזמן אמת ללא תוויות של תפקוד ההתכווצות ברקמות שרירי הלב והשלד בתוך או מחוץ לאינקובטור סטנדרטי של תרביות תאים, ומבטלת את הצורך בהדמיה וניתוח כיווץ אופטיים. טכנולוגיה זו מאפשרת השוואה ישירה של קווי תאים בריאים וחולים ומאפשרת מדידה של השפעת התרופה על רקמות התכווצות, תוך קביעת נתוני בטיחות ויעילות הניתנים לכימות, במבחנה, עבור תרכובות טיפוליות חדשות וקיימות.
רקמות שריר תלת-ממדיות מהונדסות-יכולות להיות מיוצרות בין שני עמודים באופן שניתן לשכפל באמצעות לוח יציקה מתכלה של Mantarray בעל 24 בארות (איור 1). עמוד אחד קשיח, ואילו המוצב השני גמיש ומכיל מגנט קטן. כאשר מבנה הרקמה מתכווץ, הוא מחליף את העמוד הגמיש ואת המגנט המשובץ. לוחית החובש ממוקמת בתוך המכשיר, והתזוזה לאחר מכן נמדדת באמצעות מערך חיישנים מגנטיים על לוח מעגלים מתחת למחזיק הצלחת. השינויים הנמדדים בשדה המגנטי מומרים לכוח כיווץ מוחלט באמצעות אלגוריתם מתמטי. המכשיר משתמש בקצב דגימת נתונים מהיר כדי לאפשר איסוף מידע מפורט על היכולת התפקודית והבשלות של סוגי התאים הנבדקים, כולל תדירות התכווצות, מהירות וזמן דעיכה. מדידות פונקציונליות אלה ניתנות להשגה בכל 24 הבארות בו זמנית באמצעות פלטפורמת החישה המגנטית או בנפרד וברצף בשיטות אופטיות מסורתיות.
מחקר זה מתאר שיטה בעלת יכולת שחזור גבוהה להנדסת שרירי שלד תלת-ממדיים ומיקרו-רקמות לב בהידרוג'ל מבוסס פיברין. במהלך תגובה קצרה, בת 80 דקות, תרומבין מזרז את הפיכת הפיברינוגן לפיברין, ומספק פיגום לתאי שריר להתפתח בתרבית מרחפת15. תאי סטרומה עוזרים לעצב מחדש את המטריצה והרקמות מתכווצות כאשר תאי שריר יוצרים סינקיטיום בתוך ההידרוג'ל. ההתכווצות של רקמות אלה נותחה באמצעות גישת החישה המגנטית, הן לפני והן אחרי חשיפה לתרכובת, ואישרה שיטה זו לשימוש במחקרי תרופות במינון תגובה. מיובלסטים אנושיים ראשוניים מביופסיה בריאה של תורם הושגו באופן מסחרי וגודלו בתרבית בדו-ממד על פי הפרוטוקולים של הספק. התאים הורחבו באמצעות מדיום צמיחת שרירי השלד דרך שלושה מעברים כדי ליצור מספר תאים מספיק כדי לייצר רקמות תלת-ממדיות. תאי סטרומה וקרדיומיוציטים שמקורם ב-hiPSC גודלו בתרבית על פי פרוטוקול הספק במשך 3 ימים כדי לאפשר התאוששות משימור בהקפאה לפני יציקת תאים לרקמות. תוצאות מייצגות מסופקות הממחישות את סוגי ערכות הנתונים שניתן לאסוף באמצעות פלטפורמת החישה המגנטית. מלכודות נפוצות הקשורות לייצור רקמות מהונדסות באמצעות שיטות אלה מטופלות גם הן.

<table><tbody><tr><td>100 ומיקרו; מסננת תאים M&nbsp;</td><td>CELLTREAT</td><td>229485</td><td></td></tr><tr><td>צלחת תרבית תאים 100 מ"מ</td><td>ThermoFisher</td><td>150466</td><td></td></tr><tr><td>50 מ"ל פילטר Steriflip</td><td>MilliporeSigma&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SCGP00525 בקבוק סינון 500 מ"ל</td><td>MilliporeSigma&nbsp;</td><td></td><td></td>S2GVU05RE</tr><tr><td>6-חומצה אמינוקפרואית</td><td>Sigma</td><td>A2504</td><td></td></tr><tr><td>B27</td><td>Gibco</td><td>17504044</td><td></td></tr><tr><td>Cardiosight תחזוקה בינונית</td><td>NEXEL</td><td>CM-002A</td><td></td></tr><tr><td>ציפוי לב ראייה בינוני</td><td>NEXEL</td><td>CM-020A</td><td></td></tr><tr><td>C-Pace EM ממריץ&nbsp;</td><td>IonOptix&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ערכת מדיה לבידול שרירים EM Curi Bio</td> ראשונית <td>- ערכת</td> מדיה לתחזוקת שרירים DIFF <td></td>Curi Bio Primary - MAINT DAPI Invitrogen D1306 DMEM, גלוקוז גבוה, GlutaMAX Gibco 10566-016 Dnase Sigma 11284932001 DPBS <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Gibco</td><td>14190-250</td><td></td></tr><tr><td>נוגדן דיסטרופין&nbsp;</td><td>Abcam</td><td>ab154168</td><td></td></tr><tr><td>סרום בקר עוברי (FBS)</td><td>Thermo Scientific</td><td>10082147</td> חייב להיות פיברינוגן <td>מומת בחום</td></tr><tr><td>(בקר)</td><td>Sigma</td><td>E8630</td><td></td></tr><tr><td>Glutaraldehyde</td><td>Sigma</td><td>354400</td><td></td></tr><tr><td>Ham's F10</td><td>Gibco</td><td>11550043</td><td></td></tr><tr><td>Hemacytometer&nbsp;</td><td>סיגמא&nbsp;</td><td></td><td></td>Z359629</tr><tr><td>HS-27A פיברובלסטים</td><td>ATCC</td><td>CRL-2496</td><td></td></tr><tr><td>מיובלסטים של שרירי השלד האנושי&nbsp;</td><td>לונזה&nbsp;</td><td>CC-2580</td><td></td></tr><tr><td>Luer Lock 0.2 ומיקרו; מסנן מזרק</td><td>m Corning</td><td>431219</td><td></td></tr><tr><td>Luer Lock 10 מ"ל מזרק</td><td>BH אספקה</td><td>BH10LL</td><td></td></tr><tr><td>מכשיר Mantarray Curi</td><td>Bio</td><td>MANTA-24-B1</td><td></td></tr><tr><td>ערכות צלחת Mantarray</td><td>Curi Bio</td><td>MA-24-SKM-5</td><td>חבילה של 5 ערכות</td></tr><tr><td>מכסה גירוי Mantarray &nbsp;</td><td>Curi Bio</td><td>EM</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel (ECM)</td><td>Corning</td><td>356231</td><td></td></tr><tr><td>Nexel Cardiosight-S, קרדיומיוציטים</td><td>NEXEL</td><td>C-002</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אופטי</td><td>Nikon Ti2E</td><td>MEA54000</td><td></td></tr><tr><td>Pan Myosin נוגדן שרשרת כבדה&nbsp;</td><td>DSHB</td><td>MF-20</td><td></td></tr><tr><td>פולי (אתילנימין)</td> <td>Sigma</td><td>P3143</td><td></td></tr><tr><td>מעכב ROCK</td><td>StemCell Technologies</td><td>Y-27632</td><td></td></tr><tr><td>RPMI</td><td>Gibco</td><td>11875-093</td><td></td></tr><tr><td>מדיום צמיחת שרירי שלד (SkGM-2)</td> <td>Lonza</td><td>CC-3245</td><td></td></tr><tr><td>צלחות סטנדרטיות 24 בארות</td><td>גריינר</td><td>M8812&nbsp;</td><td>צלחות של יצרן אחר לא יתאימו</td></tr><tr><td>צלחות סטנדרטיות 6 בארות</td><td>ThermoFisher</td><td>140675</td><td></td></tr><tr><td>Stromal בינוני (DMEM + 20% FBS)</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>בקבוק מסנן T175 ThermoFisher</td><td></td><td>159910</td><td></td></tr><tr><td>T225 בקבוק מסנן</td><td>ThermoFisher</td><td>159934</td><td></td></tr><tr><td>תמיסה טרומבין</td><td>סיגמא</td><td>T4648</td><td></td></tr><tr><td>טריפן כחול, 0.4%</td> <td>ThermoFisher</td><td>15250061</td><td></td></tr><tr><td>TrypLE Select Enzyme (10x)</td><td>Thermo Scientific</td><td>A1217702</td><td></td></tr><tr><td>TrypLE Select Enzyme (1x)</td><td>Thermo Scientific</td><td>12563011</td><td></td></tr></tbody></table>

בדיקות פרה-קליניות של תרופות ברקמות שריר מהונדסות תלת-ממדיות ניתנות להרחבה

Preclinical Drug Testing in Scalable 3D Engineered Muscle Tissues

מידול מדויק של מצבים בריאים ומחלות במבחנה חיוני לפיתוח אסטרטגיות טיפול וטיפולים חדשים. עבור מחלות לב ושרירי שלד, כוח התכווצות וקינטיקה מהווים מדדי מפתח להערכת תפקוד השרירים. שיטות חדשות ומשופרות ליצירת רקמות שריר מהונדסות (EMTs) מתאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים הפכו מודלים של מחלות חוץ גופיות לאמינים יותר עבור רקמות התכווצות; עם זאת, ייצור רקמות מתרביות תאים מרחפים ומדידת ההתכווצות שלהן הוא מאתגר. טכניקות כאלה סובלות לעתים קרובות משיעורי כישלון גבוהים ודורשות מכשור מורכב ושגרות ניתוח נתונים מותאמות אישית. פלטפורמה ומכשיר חדשים המשתמשים בחובשים תלת-ממדיים בשילוב עם בדיקת חוזיות נטולת תוויות, מקבילית מאוד וידידותית לאוטומציה עוקפים רבים מהמכשולים הללו. הפלטפורמה מאפשרת ייצור קל וניתן לשחזור של חובשים תלת-ממדיים באמצעות כמעט כל מקור סלולרי. לאחר מכן נמדדת התכווצות הרקמה באמצעות מכשיר המודד בו זמנית 24 רקמות ללא צורך בשגרות ניתוח תוכנה מורכבות. המכשיר יכול למדוד באופן אמין שינויים בכוח המיקרוניוטון, ומאפשר בדיקת תרכובת תלוית מינון כדי למדוד את ההשפעה של תרופה או טיפול על תפוקת התכווצות. רקמות מהונדסות, המיוצרות באמצעות מכשיר זה, מתפקדות באופן מלא, מייצרות התכווצויות עוויתות וטטניות על גירוי חשמלי, וניתן לנתח אותן לאורך זמן בתרבית במשך שבועות או חודשים. כאן, אנו מציגים נתונים מחובשים של שרירי לב במינון חריף וכרוני עם רעילים ידועים, כולל תרופה (BMS-986094) שנמשכה מניסויים קליניים לאחר מקרי מוות של מטופלים עקב רעילות לב בלתי צפויה. כמו כן מוצג שינוי בתפקוד שרירי השלד ברקמות מהונדסות, בתגובה לטיפול במעכב מיוזין. פלטפורמה זו מאפשרת לחוקר לשלב מערכות מודל מורכבות ועשירות במידע ביולוגי בתהליך העבודה של גילוי התרופות שלו עם מינימום הכשרה נוספת או מיומנויות נדרשות.

פרוטוקול זה מספק שיטות ליצירת רקמות שרירי לב ושלד מהונדסות-תלת-ממדיות ומתאר את השימוש בהן בשיטות סינון תרופות פרה-קליניות. השיטות המתוארות משתמשות במערכת חישה מגנטית כדי להקל על הערכה בו זמנית של 24 רקמות במקביל.

Accurately modeling healthy and disease conditions in vitro is vital for the development of new treatment strategies and therapeutics. For cardiac and ...

הפלטפורמה שלנו משתמשת ברקמות שריר מהונדסות-תלת-ממד ובחומרת חישה מגנטית כדי למדוד התכווצות על פני 24 בארות בו זמנית. זה מספק שיטת תפוקה גבוהה יותר להערכת טיפולים חדשים במבחנה באמצעות רקמות שריר אנושיות. שיטת הליהוק שלנו משפרת את העקביות והשחזור בייצור רקמות שריר מהונדסות-תלת-ממדיות.תכננו לוח יציקה מתכלה של 24 בארות המצויד בחומרת חישה מגנטית למדידות וניתוח התכווצות בפלטפורמה שלנו. שיטה זו יכולה לספק תובנה חשובה לגבי מודלים של מחלות חוץ גופיות, גילוי תרופות וריפוי גנטי לכל מחלת שרירים המשפיעה על התכווצות. כיום אנו משלבים נוירונים מוטוריים במבנים התלת-ממדיים שלנו כדי ליצור מודל של צומת עצבית-שרירית גם כן.כדי להתחיל, הניחו ערכת יציקת רקמות מצוננת מראש על גוש קר או קרח בתוך מכסה המנוע של תרבית התא. הניחו את צלחת היציקה שטוחה על קרח. מוסיפים תרומבין למדיום הבסיס כדי ליצור את תמיסת הטרומבין ומעבירים את סריג העמוד מצלחת היציקה לצלחת סטרילית חדשה בת 24 בארות.פיפטה 50 מיקרוליטר של תמיסת טרומבין לתוך כל באר מקוררת מראש של צלחת היציקה ומניחים את הסריג בחזרה על הערכה. הניחו את ערכת היציקה בצד על קרח. לאחר מכן, להוסיף 500 מיליליטר של מדיום RPMI, 10 מיליליטר של B27, ו 2.5 גרם של חומצה aminocaproic, או ACA, כדי להכין את מדיום EMT הלב.הוציאו את מדיום החובש שישמש ליציקת הרקמות והוסיפו לו 10 מעכבי סלע מיקרומולאריים. הכן את מדיום EMT השלד על ידי הוספת 50 מיליליטר של מדיום F10 ו 0.25 גרם של חומצה aminocaproic, או ACA, עבור מיובלסטים ראשוניים. השתמש 0.1 גרם של ACA עבור מיובלסטים שמקורם ב- IPSC.לאחר מכן, מסננים סטריליים את מדיום הליהוק המכיל ACA. לחמם את מגיב הדיסוציאציה בדרגת תרבית תאים ונפח שווה של מדיום EMT ל 37 מעלות צלזיוס. מדיום EMT מחומם זה ישמש לדילול מגיב הדיסוציאציה.שטפו את התאים עם PBS והוסיפו את מגיב הדיסוציאציה המחומם כדי להרים את התאים. דוגרים בחום של 37 מעלות צלזיוס למשך חמש דקות או עד שהתאים מתרוממים ובודקים את התרביות כל שתיים-שלוש דקות על ידי הקשה על צד הצלחת. לאחר שהתאים התרוממו, העבירו אותם לצינור חרוטי של 50 מיליליטר.עשו טריטורציה עם פיפטה P-1000 כדי להבטיח השעיה של תא יחיד. שטפו את הצלחת ואת הבקבוק עם מדיום EMT נוסף כדי לאסוף את התאים הנותרים ולהוסיף אותם לצינור החרוט. שוב, שלשו את התאים כדי להבטיח השעיה של תא בודד.הוסף מדיום EMT כדי לסיים את תהליך הדיסוציאציה ולאחר מכן לקחת דגימות של השעיות התא עבור ספירת תאים. בצע ספירת תאים באמצעות מונה תאים אוטומטי או המוציטומטר בכחול טריפאן. סובב את התאים ב 200 G במשך ארבע דקות, לשאוף את supernatant, ולהשעות מחדש את התאים בחמישה מיליליטר של תווך הבסיס EMT כדי להסיר את מגיב דיסוציאציה שיורית.לאחר צנטריפוגה נוספת במשך ארבע דקות, שואפים את הסופרנאטנט ומכינים את מתלי התא בצפיפויות המתאימות. חישוב הנפחים של כל תמיסת תא הנדרשת כדי לפצות על מספר הרקמות הרצוי פיפטה את הכרכים המחושבים של תאים לתוך צינור חרוטי 15 מיליליטר. הוסף 10 מיקרוליטר פיברינוגן לכל EMT לתרחיף התא והנח אותו על קרח.ודא כי לכל חובש יש 90 מיקרוליטר של השעיית תאים, 10 מיקרוליטר של פיברינוגן, ו 50 מיקרוליטר של תמיסת תרומבין במבנה הרקמה הסופי. במכסה מנוע של תרבית תאים, הסירו את מכסה ערכת יציקת הרקמה והניחו את צלחת היציקה כשסריג העמוד מונח שטוח על הקרח. מערבבים את תערובת פיברינוגן התא לצייר 100 מיקרוליטר עם פיפטה P-200.מוסיפים 100 מיקרוליטר מהתערובת לבארות שהוכנו עם 50 מיקרוליטר של תמיסת תרומבין וטריטוראט חמש פעמים כדי לערבב היטב. אין לדחוף את הפיפטה מעבר לתחנה הראשונה ולהסיר את הקצה לאחר הטריטורציה כדי למנוע יצירת בועות. מערבבים את תרחיף התא בצינור החרוטי לפני יציקת כל רקמה.החזיקו את הסריג ואת צלחת היציקה בו זמנית באמצעות אצבע מצביעה ואגודל של יד אחת כדי למנוע כל תזוזה של הסריג או השאירו את הצלחת שטוחה על קרח ונענעו את דלי הקרח כדי לראות לתוך צלחת היציקה. חזור על הפעולה עם קצה P-200 טרי לכל רקמה עד שכל הרקמות יצוקות. מעבירים בזהירות את ערכת הזרעים לאינקובטור ודגרים בחום של 37 מעלות צלזיוס למשך 80 דקות.לאחר מכן, להכין צלחת 24 באר טרי עם שני מיליליטר לכל באר של מדיום EMT עבור רקמות הלב לדגור את הצלחת ב 37 מעלות צלזיוס כדי לחמם את המדיום. לאחר הדגירה של 80 דקות, מוסיפים בעדינות מיליליטר אחד של מדיום החובש לקצה בארות היציקה ודגרים במשך 10 דקות נוספות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. לאחר 10 דקות של דגירה, בזהירות להרים את הסריג פוסט ולהעביר את הרקמות מן צלחת יציקה צלחת מוכן 24 בארות עם המדיום מחומם.לבסוף, להחזיר את הצלחות עם רקמות לאינקובטור תרבית התא ב 37 מעלות צלזיוס. ייצור EMT לא מוצלח יכול לנוע בין כשלים קטסטרופליים כגון ניתוק רקמות מהעמדות, לפגמים מבניים עדינים יותר כגון בועות אוויר ושקיעת רקמות לא שוות סביב שני העמודים. מבנה EMT יום לאחר היציקה מוצג כאן.רקמות שרירי השלד הועברו למדיום התמיינות החל מהיום אפס של איחוי תאים ודחיסת הידרוג'ל. מהיום השביעי ועד היום ה-28, אותו חובש הציג אורך כולל מעט קצר יותר בין שתי העמדות ורוחב קטן יותר כאשר נמדד דרך החלק האמצעי של החובש. ארבע פלטות של רקמות היו במעקב במשך 21 ימים והשוו את קוטר החובשים לאורך הדחיסה.נקודות זמן מציגות גודל EMT עקבי בין הלוחות. דחיסה מקסימלית מושגת ביום ה -21 כאשר שיפוץ המטריצה מתייצב. האימונוהיסטוכימיה של החובשים מתוארת כאן.החובשים תוקנו ביום 10 לתרבית והוטמעו בפרפין. חתכים דקים הוכתמו בנוגדנים נגד מיוזין, שרשרת כבדה ודיסטרופין לפני ההדמיה. תמונות גרפיות אלה מייצגות את כוח העווית המוחלט הממוצע שנמדד מהחובשים הלבביים ומחובשי השלד לאורך זמן.טיפול דוקסורוביצין אקוטי וכרוני ברקמות לב מהונדסות מוצג כאן. שלושה ריכוזי מינון שונים של דוקס ניתנו בבולוס או שניתנו ברציפות לרקמות לב מהונדסות, במשך 27 ימים. תגובת המינון ל- BDM ברקמות שרירי שלד מהונדסים מוצגת באיור זה.קצב פעימות הלב או תדירות העוויתות נפסק באופן תלוי מינון בד בבד עם הפסקת כוח התכווצות המציין רעילות לב כאשר חובשים נחשפים לתרכובת זו. הדברים החשובים ביותר שיש לזכור בעת יציקת רקמות הם לשמור על הכל קר בכל עת, כולל מתלה התא והריאגנטים שלך ולשמור על הסריג שלאחר מכן נייח לחלוטין ברגע שהיציקה מתחילה.

preclinical-drug-testing-in-scalable-3d-engineered-muscle-tissues

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

רקמת שריר מהונדסת יש פוטנציאל גדול ברפואת רגנרטיבית, כמודל מחלה וגם כמקור חלופי לבשר. כאן אנו מתארים ההנדסיים של מבנה שרירים, במקרה זה מתאי עכבר והיצמדות לאב, והגירוי על ידי פולסים חשמליים.

רקמות שריר שלד הנדסה מתאי Murine היצמדות מולידו ויישום של גירוי חשמלי

שיטות ליצירת רקמות גידול 3D אדם כמערכות בדיקה מתוארות. טכנולוגיות אלה מבוססות על ביולוגי vascularized פיגום decellularized (BioVaSc), תאים אנושיים יסודיים ושורת תאים סרטניים, אשר יכול להיות מתורבת תחת סטטי, כמו גם בתנאים דינאמיים בזרימת bioreactor.

הנדסת רקמות של 3D אדם<em&gt; במבחנה</emמערכת מבחן גידול&gt;

אנו מציגים מודל תלת מימדי (תלת מימדי) של סרטן ריאות המבוסס על פיגום קולגן ביולוגי כדי לחקור את הרגישות לטיפולים ממוקדי תאים לא קטנים-סרטן-ריאות (NSCLC). אנו מדגימים טכניקות קריאה שונות לקביעת מדד ההתפשטות, האפופטוזיס ומצב המעבר האפיתלי-מזנכימלי (EMT). הנתונים שנאספו משולבים במודל סיליקו לחיזוי רגישות לתרופות.

רקמת 3D משולב תכנון הנדסי<em&gt; במבחנה</em&gt; /<em&gt; סיליקו</em&gt; דגם גידול ריאות לניבוי יעילות טיפול תרופתי רקעים מוטציוני ספציפיים

כאן, אנו מציגים את הדור של רקמת לב מהונדסים אנושי מתאי גזע מושרים (hiPSC) -derived cardiomyocytes. אנו מציגים שיטה לנתח בכוח התכווצות ושינוי למופת של דפוס כיווץ ידי מעכב ערוץ hERG E-4031. שיטה זו מציגה רמה גבוהה של חוסן ויכולת התאמת הקרנת סמי לב.

ניתוח התכווצות האוטומטי של רקמת לב Engineered האנוש להקרנת בטיחות תרופת לב

פרוטוקול זה מתאר את הזיוף של microcryogels אלסטית macroporous תלת-ממד על-ידי שילוב מיקרו-מלאכותית עם טכנולוגיית cryogelation. בעת טעינת עם תאים, נוצרים 3D microtissues, אשר יכול להיות מוזרק בקלות בתוך vivo כדי להקל על הטיפול משובי או לצרפן מערכים להקרנה תפוקה גבוהה סמים ' במבחנה .

Microtissues תלת-ממד עבור טיפול בזריקות רגנרטיבית ותפוקה גבוהה והתרופות הקרנה

פרוטוקול זה מתאר את הדור של מטופלים שמקורם בחולים, וניתוח במורד הזרם כולל כימות של התפשטות, בדיקות ציטורעילות, הזרמת cy, כתמים והדמיה מיקוד, על מנת להעריך את התרופה פוטנציאל המועמדים כtherapeutics אנטינאופלסטית. פרוטוקול זה תומך ברפואה מדויקת עם זיהוי תרופות ספציפיות לכל מטופל ולשלב המחלה.

החולה הפיזיולוגי הנגזרות 3D Spheroids עבור הקרנת תרופות אנטי-נאופלסטית כדי למקד את תאי גזע הסרטן

כאן, אנו מתארים מתודולוגיה קלה לשימוש כדי ליצור מערכי מיקרוטיסו לבביים תלת-ממדיים בהרכבה עצמית המורכבים מקרדיומיוציטים פלואוריפוטנטיים מובחנים מראש המושרים על ידי בני אדם, קרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע, פיברובלסטים לבביים ותאי אנדותל. תא זה ידידותי למשתמש ונמוך הדורש טכניקה כדי ליצור microtissues לב ניתן ליישם עבור מידול מחלות ושלבים מוקדמים של פיתוח תרופות.

ייצור מערכי מיקרוטיסו לב תלת-ממדיים באמצעות קרדיומיוציטים אנושיים שמקורם ב-IPSC, פיברובלסטים לבביים ותאי אנדותל

כתב יד זה מתאר פרוטוקול מפורט לייצור מערכים של מיקרוטיסות שרירי השלד האנושיים בתלת-ממד ופולשניות מינימלית במורד הזרם בתקיפות תפקודיות, כולל כוח התכווצות ניתוחי טיפול בסידן.

הערכת מדדים תפקודיים של בריאות שריר השלד במיקרוטיסוסות שריר השלד האנושי

אנו מתארים מערכת הדמיה ניתנת לשחזור, אוטומטית ובלתי משוחדת לאפיון תפקוד צומת נוירומוסקולרי באמצעות רקמת שרירי שלד מהונדסת אנושית ומוטונורונים אופטוגנטיים. מערכת זו מאפשרת כימות תפקודי של קישוריות עצבית-שרירית לאורך זמן ומזהה ירידה בתפקוד העצבי-שרירי הנגרמת על ידי נוירוטוקסינים וסרום המטופלים myasthenia gravis.

הנדסה ואפיון של מודל אופטוגנטי של הצומת העצבי-שרירי האנושי

מוצגת כאן סדרה של פרוטוקולים ליצירה ושימור בהקפאה של ספרואידים לבביים (CSs) מקרדיומיוציטים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם שמקורם בתאי גזע בתרבית בפורמט רב-ממדי בעל תפוקה גבוהה. מודל תלת מימדי זה מתפקד כפלטפורמה חזקה למידול מחלות, הקרנות בתפוקה גבוהה, ושומר על הפונקציונליות שלו לאחר שימור בהקפאה.

ייצור, סינון בתפוקה גבוהה וביו-בנקאות של ספרואידים לבביים פלוריפוטנטיים שמקורם בתאי גזע המושרים על ידי בני אדם

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לייצור תרביות משולבות בהדפסה ביולוגית תלת-ממדית של נוירונים ואסטרוציטים שמקורם ב-iPSC. מודל קוקולטורה זה, שנוצר בתוך פיגום הידרוג'ל בפורמטים של 96 או 384 בארות, מדגים כדאיות גבוהה לאחר ההדפסה וצמיחת עצבים תוך 7 ימים ומראה את הביטוי של סמני בשלות עבור שני סוגי התאים.

הדפסה ביולוגית תלת-ממדית של תרביות נוירון-אסטרוציטים אנושיות שמקורן ב-iPSC עבור יישומי סינון

למדו שיטה ליצירת רקמות שריר תלת-ממדיות מהונדסות לסקרינג תרופות פרה-קליני. השיטה משתמשת בחיישנים מגנטיים להערכת כיווציות ב-24 בארות בו-זמנית, ומאפשרת מחקר מחלות שריר וגילוי תרופות ביעילות גבוהה.

בדיקות פרה-קליניות של תרופות ברקמות שריר מהונדסות תלת-ממדיות ניתנות להרחבה

גלה סרטונים נוספים