13 aprile 2018
Questo protocollo descrive la realizzazione di un sistema di coltura cellulare per consentire la semina delle cellule staminali su un'impalcatura polimero conduttivo per elettrostimolazione in vitro e successive in vivo l'impianto della cellula formativa-seminato impalcatura utilizzando un tecnica mininvasiva.
L'obiettivo generale di questa procedura è quello di creare una piattaforma per la stimolazione elettrica in vitro di cellule staminali su uno scaffold polimerico conduttivo, con successivo impianto in vivo. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nella ricerca sull'ictus e nella biologia delle cellule staminali, fornendo un mezzo per modulare le cellule staminali. Il vantaggio principale è che le cellule staminali possono essere ottimizzate in vitro e successivamente impiantate.
Sebbene questo metodo possa fornire una visione del recupero dall'ictus, può essere applicato anche ad altri sistemi come nuovo metodo di somministrazione cellulare. In generale, gli utenti che non conoscono questa tecnica avranno difficoltà a causa della precisione richiesta per l'assemblaggio della camera cellulare e della tecnica coinvolta nella craniectomia. In preparazione, autoclavare le piastre metalliche da 2,5 x 12,5 centimetri e le valvole di flusso.
Quindi, utilizzando un vetrino da camera come modello, tagliare due pezzi di PDMS. Un pezzo serve a delineare il perimetro della camera. Sul secondo pezzo, ritagliare due pezzi adiacenti dall'interno del vetrino della camera.
Entrambi i pezzi devono essere rettangolari e corrispondere al vetrino della camera. Ora, stratifica i materiali. Iniziate con la piastra metallica, poi il PDMS non tagliato, poi la piastra in polipirrolo, orientata perpendicolarmente, poi il PDMS con i ritagli e, infine, la camera cellulare.
Allineare accuratamente gli strati e fissare insieme l'apparecchio. Successivamente, tagliare due lunghezze di filo metallico per estenderlo dall'apparecchio all'esterno dell'incubatrice che lo conterrà. Le lunghezze di 60 centimetri sono generalmente sufficienti.
Quindi, usa la pasta d'argento per attaccare un filo a ciascuna estremità della piastra di polipirrolo che sporge dall'esterno della camera. Una volta indurita la pasta d'argento, rinforzare e sigillare le connessioni utilizzando una resina epossidica. Ora, registra la resistenza attraverso il gruppo usando un multimetro.
Il campo applicato deve essere lo stesso in ogni camera. Quindi, placcare le celle sul gruppo e stimolarle elettricamente come descritto nel protocollo di testo. Prima di impiantare le cellule, rimuovere i fili dal gruppo.
Quindi, sbloccare le camere cellulari e separare il PDMS dallo scaffold conduttivo. L'impalcatura è ora pronta per l'impianto. Un giorno prima dell'intervento, fornire all'animale in questione ampicillina nella sua acqua potabile.
Il giorno dell'intervento, anestetizzare il ratto con isoflurano e confermare l'anestesia con un pizzico di dita. Ora, applica lacrime artificiali sugli occhi del topo per mantenerli umidi. Dopo aver rasato il cranio, drappeggia l'animale e preparati per un intervento chirurgico sterile.
Indossare indumenti protettivi, disimballare gli strumenti sterilizzati e sterilizzare il cuoio capelluto. Per la craniectomia, praticare un foro sopra la corteccia sinistra fino alla dura madre. Rendere l'apertura leggermente più grande di 1 per 3 millimetri, la dimensione dell'impianto.
Quindi, aprire la dura madre e rimuoverla dal cervello utilizzando un ago chirurgico microsottile. Rimuovere il rig dall'incubatore TC-culture e disabilitare i rig. Successivamente, impiantare con cura l'impalcatura conduttiva dal sistema in vitro sulla corteccia del ratto.
Quindi coprire l'impianto con Surgicel per fissarlo, altrimenti potrebbe muoversi durante la chiusura della pelle. Ora, sutura la ferita usando una sutura di seta 4-0. Dopo aver completato i punti di sutura, iniettare per via sottocutanea nei ratti buprenorfina SR. Quindi, metti il ratto in una gabbia di recupero fino a quando non riprende conoscenza.
La procedura post-operatoria è dettagliata nel protocollo di testo. Le cellule progenitrici neurali umane sono state esposte a stimolazione elettrica e poi colorate con saggi di vitalità cellulare. Il colore verde è indicativo di una cellula vivente.
Le cellule sono state chiaramente in grado di sopravvivere alla stimolazione elettrica. I fattori rilasciati dalle cellule neuro-progenitrici che sono importanti nel recupero dall'ictus sono stati valutati da un microgrammo di RNA totale utilizzando RTPCR quantitativo. Dopo aver normalizzato i risultati utilizzando il metodo della soglia del ciclo delta delta, rivelano quindi l'esposizione alla stimolazione elettrica sovraregolata dell'espressione di BDNF e THBS1.
Dopo aver osservato questa procedura, dovresti avere una buona comprensione di come creare un sistema di coltura cellulare per cellule staminali elettricamente conduttrici e il successivo impianto di tali cellule staminali in un modello di ratto. Una volta padroneggiata, la procedura può essere eseguita in 45 minuti se eseguita correttamente. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di monitorare sempre gli animali per verificare che il modello di respirazione e il colore della membrana siano corretti, per garantire un'anestesia adeguata.
Non dimenticare che lavorare con ratti e cellule staminali può essere pericoloso e che è necessario prendere sempre precauzioni, come indossare DPI adeguati.
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Questo protocollo descrive la fabbricazione di un sistema di coltura cellulare per l'inoculo di cellule staminali su un impalcatura in polimero conduttivo. Consente la stimolazione elettrica in vitro e successivo impianto in vivo mediante una tecnica mini-invasiva.
Le impalcature conduttrici per la somministrazione di cellule staminali offrono una piattaforma innovativa per modulare il fenotipo cellulare prima del trapianto, affrontando una sfida fondamentale nella medicina rigenerativa e nella modellizzazione delle malattie neurologiche. Questo approccio consente l'ottimizzazione in vitro delle proprietà delle cellule staminali, sostenendo una maggiore affidabilità predittiva negli studi successivi in vivo e facilitando un avanzamento calibrato sui rischi nei percorsi preclinici. La modularità del metodo lo colloca come una capacità riutilizzabile per diverse applicazioni nella terapia cellulare e nell'ingegneria tissutale.
Questo metodo si integra nel percorso dalla scoperta alla fase preclinica consentendo la modulazione di cellule staminali in vitro, seguita da test in vivo in modelli di malattia come l'ictus. Supporta l'ottimizzazione iterativa e analisi comparative tra diverse condizioni sperimentali.