Name: Przedkliniczne testy leków w skalowalnych tkankach mięśniowych modyfikowanych w 3D (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-07T13:10:00.000+00:00
Duration: 8 min 7 s
Description: Odkryj metodę wytwarzania skalowalnych tkanek mięśniowych 3D z wykorzystaniem magnetycznego systemu pomiaru kurczliwości. Technika umożliwia jednoczesną analizę 24 próbek, zwiększając przepustowość przedklinicznych badań przesiewowych leków na ludzkich tkankach mięśniowych.

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

Ta praca była częściowo wspierana przez fundusze z Agencji ds. Żywności i Leków (U01 FD006676-01 przyznane Instytutowi Zdrowia i Nauk o Środowisku) oraz przez fundusze z National Institutes of Health (HL151094 dla dr Geisse). Dziękujemy dr Alecowi S. T. Smithowi za pomoc w przygotowaniu tego manuskryptu.

<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>

Wszyscy autorzy są pracownikami i udziałowcami Curi Bio Inc., firmy, która komercjalizuje sprzęt Mantarray i związane z nim oprogramowanie.

W tym badaniu opisano metody generowania tkanek serca i mięśni szkieletowych zaprojektowanych w 3D w 24-dołkowym zestawie odlewniczym. Postępując zgodnie z tymi metodami, możliwe jest konsekwentne uzyskiwanie pełnej gamy 24 tkanek bez błędów odlewania do późniejszych badań przesiewowych leków. Kluczowymi kwestiami dla osiągnięcia takiego wyniku są zapewnienie, że podczas odlewania wszystkie etapy są wykonywane na lodzie, aby zapobiec przedwczesnej polimeryzacji hydrożeli, usunięcie odczynnika dysocjacji komórek przed odlaniem tkanki, dokładne wymieszanie zawiesiny komórki i hydrożelu dla każdej tkanki, wymiana końcówek pipet między tkankami oraz zastosowanie inaktywowanego termicznie FBS (jeśli w ogóle jest używany). Ważne jest również, aby upewnić się, że krata słupka nie przesuwa się po rozpoczęciu odlewania i jest delikatnie przenoszona po utworzeniu hydrożeli.
Główne modyfikacje obejmują wykorzystanie różnych typów komórek w celu uzyskania EMT sercowych i szkieletowych oraz domieszkowanie hydrożeli o zmiennych stężeniach białek błony podstawnej w celu promowania dojrzewania komórkowego i stabilności tkanek. Korzystne skutki takiego dopingu muszą być testowane indywidualnie dla każdego przypadku, ale wykazano, że w pewnych okolicznościach poprawiają one wyniki funkcjonalne i trwałość tkanek 14,16,22. Warto również zauważyć, że podane gęstości komórek są wskazówką i mogą wymagać optymalizacji dla różnych linii komórkowych. Alternatywne kompozycje hydrożelowe mogą być również rozważane jako sposób na modyfikację właściwości strukturalnych i funkcjonalnych uzyskanych EMT 23,24,25. Natywne mikrośrodowisko mięśniowe zawiera również typy komórek wspomagających, które promują unaczynienie, unerwienie i odkładanie macierzy w celu wsparcia miocytów pod względem formy i funkcji26,27. Podczas gdy opisany tutaj system obecnie włącza fibroblasty do trójwymiarowych tkanek serca, dodatkowe typy komórek mogą stworzyć bardziej fizjologicznie istotny model do badania bezpieczeństwa i skuteczności związków terapeutycznych in vitro. Wcześniej szereg typów komórek pomocniczych zostało z powodzeniem zintegrowanych z tkankami modyfikowanymi w 3D, co stanowi ekscytujący szablon do przyszłych badań przy użyciu platformy kurczliwości wykrywania magnetycznego 28,29,30.
Rozwiązywanie problemów związanych z tym protokołem koncentruje się na tworzeniu niewiarygodnych lub niespójnych tkanek podczas procesu odlewania. Należy zachować ostrożność, aby uniknąć tworzenia się pęcherzyków w hydrożelach podczas ich odlewania, jednocześnie ułatwiając równomierne rozprowadzenie komórek podczas mieszania. Eksperymenty optymalizacyjne będą prawdopodobnie potrzebne dla każdego nowego typu komórek, aby zidentyfikować idealną gęstość komórek, proporcje komórek i skład matrycy.
Głównym ograniczeniem dla tej techniki jest znaczna liczba komórek wymaganych do ustanowienia pełnej płytki 24 EMT. Do przedstawionych tutaj danych wykorzystano 15 milionów kardiomiocytów i 18 milionów mioblastów szkieletowych na płytkę. Niektórzy badacze mogą nie mieć dostępu do tak dużych pul materiału komórkowego, co może utrudnić im pełne wykorzystanie tej platformy. Jeśli użytkownicy końcowi nie mają dostępu do czujników magnetycznych, pomiary ugięć po zakończeniu muszą być wykonywane optycznie, co znacznie zmniejsza przepustowość i zapobiega jednoczesnemu rejestrowaniu skurczów mięśni w wielu dołkach. Jednak sprzęt Mantarray pokonuje te ograniczenia, oferując pierwszy komercyjny system zdolny do ciągłej, nieinwazyjnej analizy skurczu EMT jednocześnie w wielu konstrukcjach.
Detekcja magnetyczna w 24 dołkach ułatwia badania podłużne rozwoju funkcjonalnego EMT w czasie rzeczywistym i umożliwia dokładny pomiar ostrych reakcji na manipulacje chemiczne, środowiskowe lub genetyczne. Podczas gdy detekcja magnetyczna ma kilka zalet, takich jak jednoczesny pomiar w wielu tkankach i nie wymaga skomplikowanej analizy danych, metody detekcji optycznej umożliwiają jednoczesny pomiar wskaźników fizjologicznych, takich jak strumień wapnia lub mapowanie napięcia. Jednak zestawy danych, takie jak te zilustrowane w sekcji dotyczącej wyników, pokazują szeroki zakres zastosowań tej technologii w przestrzeni opracowywania leków. Biorąc pod uwagę, że niewiele testów dostępnych na rynku oferuje środki do przeprowadzenia bezpośredniej oceny wielkości skurczu w zmodyfikowanych mięśniach, metody te mają potencjał, aby zrewolucjonizować proces rozwoju przedklinicznego.

Modele indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) coraz częściej stają się kluczowymi graczami w procesie przedklinicznym w zakresie odkryć i rozwoju terapeutycznego, a także podstawowych badań biologicznych i modelowania chorób1,2,3,4,5. Tkanki kurczliwe, takie jak mięśnie sercowe i szkieletowe pochodzące z iPSC, mają ogromny potencjał w zakresie poprawy mocy predykcyjnej badań in vitro u ludzi, ponieważ bezpośrednia ocena siły skurczu mięśni i kinetyki są wskaźnikami ilościowymi do badania ogólnej funkcji tkanki4,6,7,8. Zazwyczaj pomiary siły skurczu uzyskuje się albo pośrednio, albo przez optyczne śledzenie ugięcia podłoża9,10, albo bezpośrednio przez przyłączenie komórek/tkanek do przetwornika siły4,11,12. Metody te, choć dokładne, są z natury mało wydajne i zwykle wymagają wysoko wykwalifikowanych operatorów do zbierania i analizowania danych.
Poprzednie prace wykazały, że wykrywanie pola magnetycznego omija te przeszkody i dostarcza alternatywnej metody do oceny funkcji mięśni jednocześnie w wielu konstruktach tkankowych13. Platforma kurczliwości 3D Mantarray (Magnetometric Analyzer for eNgineered Tissue ARRAY) opiera się na tej technologii przy użyciu urządzenia zdolnego do pomiaru kurczliwości zmodyfikowanych tkanek mięśniowych w wysoce równoległy sposób, który wykorzystuje złożoność modeli komórkowych 3D z przesiewaniem o wyższej przepustowości14. Platforma umożliwia ilościowe monitorowanie w czasie rzeczywistym funkcji skurczu w tkankach serca i mięśni szkieletowych w standardowym inkubatorze do hodowli komórkowych lub poza nim, eliminując potrzebę optycznego obrazowania i analizy kurczliwości. Technologia ta ułatwia bezpośrednie porównywanie zdrowych i chorych linii komórkowych oraz umożliwia pomiar wpływu leku na tkanki kurczliwe, ustalając wymierne dane in vitro dotyczące bezpieczeństwa i skuteczności nowych i istniejących związków terapeutycznych.
Zmodyfikowane tkanki mięśniowe 3D mogą być wytwarzane między dwoma słupkami w wysoce powtarzalny sposób przy użyciu 24-dołkowej płytki odlewniczej z materiału eksploatacyjnego Mantarray (<silna klasa="xfig">Rysunek 1). Jeden słupek jest sztywny, podczas gdy drugi słupek jest elastyczny i zawiera mały magnes. Kiedy konstrukcja tkanki kurczy się, przemieszcza elastyczny słupek i osadzony magnes. Płytka EMT jest umieszczona w instrumencie, a przemieszczenie słupka jest mierzone za pomocą zestawu czujników magnetycznych na płytce drukowanej pod uchwytem płytki. Zmierzone zmiany pola magnetycznego są przekształcane w bezwzględną siłę skurczu za pomocą algorytmu matematycznego. Przyrząd wykorzystuje szybkie tempo próbkowania danych, aby umożliwić zbieranie szczegółowych informacji na temat zdolności funkcjonalnej i dojrzałości badanego typu komórki (komórek), w tym częstotliwości skurczu, prędkości i czasu rozpadu. Te funkcjonalne pomiary można uzyskać we wszystkich 24 dołkach jednocześnie za pomocą magnetycznej platformy detekcyjnej lub indywidualnie i sekwencyjnie przy użyciu tradycyjnych metod optycznych.
To badanie opisuje wysoce powtarzalną metodę inżynierii mikrotkanek 3D mięśni szkieletowych i serca w hydrożelu na bazie fibryny. Podczas krótkiej, 80-minutowej reakcji, trombina katalizuje przemianę fibrynogenu w fibrynę, zapewniając rusztowanie dla komórek mięśniowych do rozwoju w zawieszonej hodowli15. Komórki zrębu pomagają przebudować macierz, a tkanki stają się kurczliwe, ponieważ komórki mięśniowe tworzą syncytium w hydrożelu. Kurczliwość tych tkanek analizowano przy użyciu podejścia opartego na detekcji magnetycznej, zarówno przed, jak i po ekspozycji na związek, co potwierdziło przydatność tej metody do stosowania w badaniach leków typu dawka-odpowiedź. Pierwotne ludzkie mioblasty z biopsji zdrowego dawcy uzyskano komercyjnie i wyhodowano w 2D zgodnie z protokołami dostawcy. Komórki zostały namnażone za pomocą pożywki do wzrostu mięśni szkieletowych przez trzy przejścia, aby wygenerować wystarczającą liczbę komórek do wytworzenia tkanek 3D. Komórki zrębu i kardiomiocyty pochodzące z hiPSC hodowano zgodnie z protokołem dostawcy przez 3 dni, aby umożliwić regenerację po kriokonserwacji przed wrzuceniem komórek do tkanek. Przedstawiono reprezentatywne wyniki ilustrujące typy zestawów danych, które można gromadzić za pomocą platformy czujników magnetycznych. Omówiono również powszechne pułapki związane z wytwarzaniem tkanek inżynieryjnych przy użyciu tych metod.

<table><tbody><tr><td>100 &mikro; Filtr siatkowy M&nbsp;</td><td>CELLTREAT</td><td>229485</td><td></td></tr><tr><td>100 mm naczynie do hodowli komórkowych</td><td>ThermoFisher</td><td>150466</td><td></td></tr><tr><td>50 ml Filtr Steriflip</td><td>MilliporeSigma&nbsp;</td><td></td><td></td>SCGP00525</tr><tr><td>Kolba filtracyjna 500 ml</td><td>MilliporeSigma&nbsp;</td><td></td><td></td>S2GVU05RE</tr><tr><td>Kwas 6-aminokapronowy</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 Maintenance Medium</td><td>NEXEL</td><td>CM-002A</td> Cardiosight Preparat do powlekania <td></td></tr><tr><td></td><td>NEXEL</td><td>CM-020A</td><td></td></tr><tr><td>Stymulator C-Pace EM&nbsp;</td><td>IonOptix&nbsp;</td><td>EM</td><td></td></tr><tr><td>Curi Bio Muscle Differentiation Media Kit</td><td></td><td>Primary - DIFF</td><td></td></tr><tr><td>Curi Bio Muscle Maintenance Media Kit</td><td>Curi Bio</td><td>Primary - MAINT</td><td></td></tr><tr><td>DAPI</td><td>Invitrogen</td><td>D1306</td><td></td></tr><tr><td>DMEM, wysoki poziom glukozy, GlutaMAX</td><td>Gibco</td><td>10566-016</td><td></td></tr><tr><td>Dnase</td><td>Sigma</td><td>11284932001</td><td></td></tr><tr><td>DPBS</td><td>Gibco</td><td>14190-250</td><td></td></tr><tr><td>Przeciwciało dystrofiny&nbsp;</td><td>Abcam</td><td>ab154168</td><td></td></tr><tr><td>Surowica bydlęca płodu (FBS)</td><td>Thermo Scientific</td><td>10082147</td><td>Musi być inaktywowany termicznie</td></tr><tr><td>Fibrynogen (bydlęcy)</td><td>Sigma</td><td>E8630</td><td></td></tr><tr><td>Aldehyd glutarowy</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>Hemacytometr&nbsp;</td><td>Sigma&nbsp;</td><td></td><td></td>Z359629</tr><tr><td>HS-27A Fibroblasty</td><td>ATCC</td><td>CRL-2496</td><td></td></tr><tr><td>Ludzkie mioblasty mięśni szkieletowych&nbsp;</td><td>Lonza&nbsp;</td><td>CC-2580</td><td></td></tr><tr><td>Blokada Luer Lock 0,2 i mikro; m filtr strzykawkowy</td><td>Corning</td><td>431219</td><td></td></tr><tr><td>Luer Lock 10 mL strzykawka</td><td>BH Supplies</td><td>BH10LL</td><td></td></tr><tr><td>Mantarray Instrument</td><td>Curi Bio</td><td>MANTA-24-B1</td><td>System</td></tr><tr><td>Mantarray Zestawy płytek Curi</td><td>Bio</td><td>MA-24-SKM-5</td><td>Zestaw 5 zestawów</td></tr><tr><td>Pokrywka do stymulacji 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, Kardiomiocyty</td> Mikroskop optyczny <td>NEXEL</td><td>C-002</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Nikon Ti2E</td><td>MEA54000</td><td></td></tr><tr><td>Przeciwciało Pan Myosin Heavy Chain&nbsp;</td><td>DSHB</td><td>MF-20</td><td></td></tr><tr><td>Poli(etylenimina)</td><td>Sigma</td><td>P3143</td><td></td></tr><tr><td>Inhibitor 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>Pożywka do wzrostu mięśni szkieletowych (SkGM-2)</td><td>Lonza</td><td>CC-3245</td><td></td></tr><tr><td>Standardowe płytki 24-dołkowe</td><td>Greiner</td><td>M8812&nbsp;</td><td>Tabliczki innych producentów nie będą pasować</td></tr><tr><td>Standardowe płytki 6-dołkowe</td><td>ThermoFisher</td><td>140675</td><td></td></tr><tr><td>Podłoże zrębowe (DMEM + 20% FBS)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kolba filtracyjna T175</td><td>Termos</td><td>159910</td><td></td></tr><tr><td>T225 Kolba filtracyjna</td><td>ThermoFisher</td><td>159934</td><td></td></tr><tr><td>Thrombin</td><td>Sigma</td><td>T4648</td><td></td></tr><tr><td>Roztwór błękitu trypanowego, 0,4%</td><td>ThermoFisher</td><td>15250061</td><td></td></tr><tr><td>Enzym TrypLE Select (10x)</td><td>Thermo Scientific</td><td>A1217702</td><td></td></tr><tr><td>Enzym TrypLE Select (1x)</td><td>Termo Scientific</td><td>12563011</td><td></td></tr></tbody></table>

przedkliniczne testy leków w skalowalnych tkankach mięśniowych modyfikowanych w 3d

Preclinical Drug Testing in Scalable 3D Engineered Muscle Tissues

Dokładne modelowanie zdrowych i chorobowych warunków in vitro jest niezbędne do opracowania nowych strategii leczenia i terapii. W przypadku chorób serca i mięśni szkieletowych siła skurczu i kinetyka stanowią kluczowe wskaźniki oceny funkcji mięśni. Nowe i ulepszone metody generowania zmodyfikowanych tkanek mięśniowych (EMT) z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych sprawiły, że modelowanie chorób in vitro stało się bardziej wiarygodne dla tkanek kurczliwych; Jednak powtarzalne wytwarzanie tkanek z zawieszonych kultur komórkowych i mierzenie ich kurczliwości jest wyzwaniem. Takie techniki są często obarczone wysokim wskaźnikiem awaryjności i wymagają złożonego oprzyrządowania oraz niestandardowych procedur analizy danych. Nowa platforma i urządzenie, które wykorzystuje EMT 3D w połączeniu z bezetykietowym, wysoce równoległym i przyjaznym w automatyzacji testem kurczliwości, omijają wiele z tych przeszkód. Platforma umożliwia łatwe i powtarzalne wytwarzanie ratowników medycznych 3D przy użyciu praktycznie dowolnego źródła komórek. Kurczliwość tkanek jest następnie mierzona za pomocą przyrządu, który jednocześnie mierzy 24 tkanki bez konieczności stosowania skomplikowanych procedur analizy oprogramowania. Przyrząd może niezawodnie mierzyć zmiany siły mikroniutonów, co pozwala na badania przesiewowe związków zależnych od dawki w celu zmierzenia wpływu leku lub terapii na zdolność skurczową. Zmodyfikowane tkanki wykonane za pomocą tego urządzenia są w pełni funkcjonalne, generują skurcze drgawcowe i tężcowe po stymulacji elektrycznej i mogą być analizowane podłużnie w hodowli przez tygodnie lub miesiące. Tutaj pokazujemy dane z EMT mięśnia sercowego pod ostrym i przewlekłym dawkowaniem znanych substancji toksycznych, w tym leku (BMS-986094), który został wycofany z badań klinicznych po zgonach pacjentów z powodu nieprzewidzianej kardiotoksyczności. Przedstawiono również zmienioną funkcję mięśni szkieletowych w tkankach zmodyfikowanych w odpowiedzi na leczenie inhibitorem miozyny. Platforma ta umożliwia naukowcom integrację złożonych, bogatych w informacje systemów modeli bioinżynieryjnych z przepływem pracy związanym z odkrywaniem leków przy minimalnym dodatkowym szkoleniu lub wymaganych umiejętnościach.

Ten protokół dostarcza metod generowania tkanek serca i mięśni szkieletowych w inżynierii 3D oraz opisuje ich zastosowanie w przedklinicznych badaniach przesiewowych leków. Opisane metody wykorzystują system detekcji magnetycznej, aby ułatwić jednoczesną ocenę 24 tkanek równolegle.

Przedkliniczne testy leków w skalowalnych tkankach mięśniowych modyfikowanych w 3D

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

Nasza platforma wykorzystuje zmodyfikowane w 3D tkanki mięśniowe i czujniki magnetyczne do jednoczesnego pomiaru kurczliwości w 24 dołkach. Zapewnia to bardziej przepustową metodę oceny nowych terapii in vitro z wykorzystaniem ludzkich tkanek mięśniowych. Nasza metoda odlewania poprawia spójność i powtarzalność w wytwarzaniu tkanek mięśniowych modyfikowanych w 3D.Na naszej platformie zaprojektowaliśmy 24-dołkową płytę odlewniczą z materiałami eksploatacyjnymi, wyposażoną w czujniki magnetyczne do pomiarów i analizy kurczliwości. Metoda ta może dostarczyć cennych informacji na temat modelowania chorób in vitro, odkrywania leków i terapii genowej dla każdej choroby mięśni, która wpływa na kurczliwość. Obecnie włączamy neurony ruchowe do naszych konstruktów 3D, aby stworzyć również model połączenia nerwowo-mięśniowego.Na początek umieść wstępnie schłodzony zestaw do odlewania tkanek na zimnym bloku lub lodzie wewnątrz kaptura do hodowli komórkowej. Połóż płytę odlewniczą płasko na lodzie. Dodaj trombinę do podłoża bazowego, aby uzyskać roztwór trombiny i przenieś kratownicę z płytki odlewniczej na nową sterylną płytkę 24-dołkową.Odpipetować 50 mikrolitrów roztworu trombiny do każdego wstępnie schłodzonego dołka płytki odlewniczej i umieścić kratkę z powrotem na zestawie. Odłóż zestaw odlewniczy na lód. Następnie dodaj 500 mililitrów pożywki RPMI, 10 mililitrów witaminy B27 i 2,5 grama kwasu aminokapronowego lub ACA, aby przygotować pożywkę EMT dla serca.Wyjmij pożywkę EMT, która zostanie użyta do odlewania tkanek i dodaj do niej 10 mikromolowy inhibitor ROCK. Przygotuj szkieletową pożywkę EMT, dodając 50 mililitrów pożywki F10 i 0,25 grama kwasu aminokapronowego lub ACA dla pierwotnych mioblastów. Użyj 0,1 grama ACA dla mioblastów pochodzących z IPSC.Następnie sterylnie przefiltrować podłoże odlewnicze zawierające ACA. Ogrzej odczynnik dysocjacyjny klasy hodowli komórkowej i równą objętość pożywki EMT do 37 stopni Celsjusza. To podgrzane podłoże EMT zostanie użyte do rozcieńczenia odczynnika dysocjacyjnego.Umyj komórki PBS i dodaj podgrzany odczynnik dysocjacyjny, aby podnieść komórki. Inkubować w temperaturze 37 stopni Celsjusza przez pięć minut lub do momentu, gdy komórki się podniosą i sprawdzać kultury co dwie do trzech minut, stukając w bok płytki. Gdy komórki się podniosą, przenieś je do stożkowej rurki o pojemności 50 mililitrów.Rozcierać pipetą P-1000, aby zapewnić zawiesinę pojedynczej komórki. Umyć płytkę i kolbę dodatkowym podłożem EMT, aby zebrać pozostałe komórki i dodać je do stożkowej probówki. Ponownie rozdziel komórki, aby zapewnić zawieszenie pojedynczej komórki.Dodaj pożywkę EMT, aby zakończyć proces dysocjacji, a następnie pobierz próbki zawiesin komórek do zliczania komórek. Zliczanie komórek należy wykonywać za pomocą automatycznego licznika komórek lub hemocytometru w kolorze błękitu trypanowego. Wirować komórki pod ciśnieniem 200 G przez cztery minuty, odessać supernatant i ponownie zawiesić komórki w pięciu mililitrach pożywki bazowej EMT, aby usunąć resztki odczynnika dysocjacyjnego.Po ponownym odwirowaniu przez cztery minuty odessać supernatant i przygotować zawiesiny komórek o odpowiedniej gęstości. Oblicz objętość każdego roztworu komórkowego potrzebną do uzupełnienia żądanej liczby tkanek i pipetuj obliczone objętości komórek do stożkowej probówki o pojemności 15 mililitrów. Dodaj 10 mikrolitrów fibrynogenu na EMT do zawiesiny komórkowej i umieść ją na lodzie.Upewnij się, że każdy EMT ma 90 mikrolitrów zawiesiny komórek, 10 mikrolitrów fibrynogenu i 50 mikrolitrów roztworu trombiny w końcowym konstrukcie tkanki. W kapturze do hodowli komórkowej zdejmij pokrywę zestawu do odlewania tkanek i umieść płytkę odlewniczą z kratką słupkową leżącą płasko na lodzie. Wymieszaj mieszaninę fibrynogenu komórkowego i nabierz 100 mikrolitrów za pomocą pipety P-200.Dodaj 100 mikrolitrów mieszaniny do studzienek przygotowanych z 50 mikrolitrów roztworu trombiny i rozcieraj pięć razy, aby dobrze wymieszać. Nie należy wypychać pipety poza pierwszy ogranicznik i wyjmować końcówkę po roztarciu, aby uniknąć tworzenia się pęcherzyków. Wymieszaj zawiesinę komórkową w stożkowej probówce przed odlaniem każdej tkanki.Przytrzymaj jednocześnie kratę i płytkę studzienki odlewniczej za pomocą palca wskazującego i kciuka jednej ręki, aby uniknąć jakiegokolwiek ruchu kraty lub pozostaw płytkę płasko na lodzie i kołysz wiadrem z lodem, aby zajrzeć do płyty odlewniczej. Powtórz z nową końcówką P-200 dla każdej tkanki, aż wszystkie tkanki zostaną odlewane. Ostrożnie przenieś zestaw z nasionami do inkubatora i inkubuj w temperaturze 37 stopni Celsjusza przez 80 minut.Następnie przygotuj świeżą 24-dołkową płytkę z dwoma mililitrami pożywki EMT na dołek dla tkanek serca i inkubuj płytkę w temperaturze 37 stopni Celsjusza, aby ogrzać pożywkę. Po 80-minutowej inkubacji delikatnie dodać jeden mililitr pożywki EMT do krawędzi studzienek odlewniczych i inkubować przez kolejne 10 minut w temperaturze 37 stopni Celsjusza. Po 10 minutach inkubacji ostrożnie podnieść kratownicę słupka i przenieść tkanki z płytki odlewniczej na przygotowaną płytkę 24-dołkową z podgrzanym podłożem.Na koniec włóż płytki z tkankami do inkubatora do hodowli komórkowych w temperaturze 37 stopni Celsjusza. Nieudana produkcja EMT może obejmować zarówno katastrofalne awarie, takie jak oderwanie się tkanki od słupków, jak i bardziej subtelne wady strukturalne, takie jak pęcherzyki powietrza i nierównomierne osadzanie się tkanek wokół obu wkładów. Konstrukcja EMT dzień po rzuceniu jest pokazana tutaj.Tkanki mięśni szkieletowych przeniesiono do pożywki różnicującej, rozpoczynając zero dzień fuzji komórek i zagęszczenia hydrożelu. Od siódmego dnia do dnia 28 ten sam EMT wykazywał nieco krótszą całkowitą długość między dwoma słupkami i mniejszą szerokość, gdy mierzono przez środkową część EMT. Cztery płytki tkanek śledzono przez 21 dni, porównując średnicę EMT podczas zagęszczania.Punkty czasowe pokazują stały rozmiar EMT między płytami. Maksymalne zagęszczenie osiąga się w 21 dniu, gdy przebudowa matrycy jest ustabilizowana. Przedstawiono tutaj immunohistochemię EMT.EMT zostały utrwalone w 10 dniu hodowli i zatopione w parafinie. Cienkie przekroje poprzeczne przed obrazowaniem wybarwiono przeciwciałami przeciwko łańcuchowi ciężkiemu miozyny i dystrofinie. Te obrazy graficzne reprezentują średnią bezwzględną siłę drgającą mierzoną przez EMT serca i EMT szkieletowych w czasie.Ostre i przewlekłe leczenie doksorubicyną w zmodyfikowanych tkankach serca przedstawiono tutaj. Trzy różne stężenia dawki Dox podawano w bolusie lub w sposób ciągły do zmodyfikowanych tkanek serca w ciągu 27 dni. Odpowiedź na dawkę BDM w zmodyfikowanych tkankach mięśni szkieletowych przedstawiono na tym rysunku.Częstość uderzeń serca lub częstotliwość drgawek ustaje w sposób zależny od dawki w połączeniu z ustaniem siły skurczu wskazującej na kardiotoksyczność, gdy EMT są narażeni na ten związek. Najważniejszą rzeczą, o której należy pamiętać podczas odlewania tkanek, jest utrzymywanie wszystkiego w niskiej temperaturze przez cały czas, w tym zawiesiny komórek i odczynników, oraz utrzymanie siatki słupkowej całkowicie nieruchomej po rozpoczęciu odlewania.

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Sztucznie wytworzona tkanka mięśniowa ma ogromny potencjał w medycynie regeneracyjnej, jako model chorób, a także jako alternatywne źródło mięsa. W niniejszej pracy opisujemy proces tworzenia konstruktu mięśniowego, w tym przypadku z progenitorowych mioblastów mysich, oraz jego stymulację impulsami elektrycznymi.

Inżynieria tkanek mięśni szkieletowych z murynych komórek progenitorowych mioblastów i zastosowanie stymulacji elektrycznej

Opisano metody tworzenia ludzkich tkanek nowotworowych 3D jako systemów testowych. Technologie te opierają się na bezkomórkowym biologicznym rusztowaniu unaczynionym (BioVaSc), pierwotnych komórkach ludzkich i linii komórek nowotworowych, które mogą być hodowane zarówno w warunkach statycznych, jak i dynamicznych w bioreaktorze przepływowym.

Inżynieria tkankowa ludzkiego systemu badań 3D nowotworów in vitro

Prezentujemy trójwymiarowy (3D) model raka płuc oparty na biologicznym rusztowaniu kolagenowym do badania wrażliwości na terapie ukierunkowane na niedrobnokomórkowego raka płuc (NSCLC). Pokazujemy różne techniki odczytu w celu określenia wskaźnika proliferacji, apoptozy i stanu przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego (EMT). Zebrane dane są integrowane z modelem in silico w celu przewidywania wrażliwości leków.

Połączony model tkankowy 3D guza płuca wykonany in vitro/in silico do przewidywania skuteczności leków w określonych tłach mutacyjnych

Tutaj pokazujemy generowanie ludzkiej tkanki serca z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (hiPSC) pochodzących z kardiomiocytów. Przedstawiono metodę analizy siły skurczu oraz przykładową zmianę wzorca skurczu przez inhibitor kanału hERG E-4031. Metoda ta wykazuje wysoki poziom odporności i przydatności do badań przesiewowych leków sercowych.

Zautomatyzowana analiza skurczów ludzkiej zmodyfikowanej tkanki serca do badań przesiewowych bezpieczeństwa leków sercowych

Ten protokół opisuje wytwarzanie elastycznych makroporowatych mikrokriożeli 3D poprzez integrację mikrofabrykacji z technologią kriożelacji. Po załadowaniu komórkami generowane są mikrotkanki 3D, które można łatwo wstrzyknąć in vivo w celu ułatwienia terapii regeneracyjnej lub złożyć w matryce do wysokoprzepustowych badań przesiewowych leków in vitro.

Mikrotkanki 3D do iniekcyjnej terapii regeneracyjnej i wysokoprzepustowych badań przesiewowych leków

Ten protokół opisuje generowanie sferoid pochodzących od pacjentów oraz dalszą analizę, w tym kwantyfikację proliferacji, testy cytotoksyczności, cytometrię przepływową, barwienie immunofluorescencyjne i obrazowanie konfokalne, w celu oceny potencjału kandydatów na leki jako terapii przeciwnowotworowych. Protokół ten wspiera medycynę precyzyjną w identyfikacji specyficznych leków dla każdego pacjenta i stadium choroby.

Fizjologiczne sferoidy 3D pochodzące od pacjenta do badań przesiewowych leków przeciwnowotworowych w celu ukierunkowania na rakowe komórki macierzyste

Tutaj opisujemy łatwą w użyciu metodologię generowania 3D samodzielnie składających się układów mikrotkanek serca składających się z wcześniej zróżnicowanych, indukowanych przez człowieka pluripotencjalnych kardiomiocytów pochodzących z komórek macierzystych, fibroblastów serca i komórek śródbłonka. Ta przyjazna dla użytkownika i wymagająca niewielkiej liczby komórek technika generowania mikrotkanek serca może zostać wdrożona do modelowania chorób i wczesnych etapów opracowywania leków.

Wytwarzanie matryc mikrotkanek serca 3D przy użyciu ludzkich kardiomiocytów pochodzących z iPSC, fibroblastów serca i komórek śródbłonka

Ten manuskrypt opisuje szczegółowy protokół tworzenia matryc 3D mikrotkanek ludzkich mięśni szkieletowych oraz minimalnie inwazyjnych testów funkcji in situ, w tym analizy siły skurczu i obchodzenia się z wapniem.

Ocena funkcjonalnych wskaźników zdrowia mięśni szkieletowych w mikrotkankach mięśni szkieletowych człowieka

Opisujemy powtarzalny, zautomatyzowany i bezstronny system obrazowania do charakteryzowania funkcji połączeń nerwowo-mięśniowych przy użyciu ludzkiej tkanki mięśniowej i optogenetycznych neuronów ruchowych. System ten pozwala na funkcjonalną kwantyfikację połączeń nerwowo-mięśniowych w czasie i wykrywa zmniejszone funkcje nerwowo-mięśniowe spowodowane przez neurotoksyny i surowicę pacjenta z miastenią.

Inżynieria i charakterystyka modelu optogenetycznego ludzkiego połączenia nerwowo-mięśniowego

Prezentowany tutaj jest zestaw protokołów do generowania i kriokonserwacji sferoid serca (CS) z ludzkich pluripotencjalnych kardiomiocytów pochodzących z komórek macierzystych, hodowanych w wysokoprzepustowym, wielowymiarowym formacie. Ten trójwymiarowy model funkcjonuje jako solidna platforma do modelowania chorób, wysokoprzepustowych badań przesiewowych i zachowuje swoją funkcjonalność po krioprezerwacji.

Generowanie, wysokoprzepustowe badania przesiewowe i biobankowanie indukowanych przez człowieka pluripotencjalnych sferoid serca pochodzących z komórek macierzystych

Tutaj prezentujemy protokół do produkcji 3D-drukowanych biologicznie kokultur neuronów i astrocytów pochodzących z iPSC. Ten model kokultury, wygenerowany w rusztowaniu hydrożelowym w formatach 96- lub 384-dołkowych, wykazuje wysoką żywotność po wydrukowaniu i wzrost neurytów w ciągu 7 dni oraz pokazuje ekspresję markerów dojrzałości dla obu typów komórek.

Trójwymiarowe biodrukowanie ludzkich kokultur neuronów i astrocytów pochodzących z iPSC do zastosowań przesiewowych

Odkryj metodę wytwarzania skalowalnych tkanek mięśniowych 3D z wykorzystaniem magnetycznego systemu pomiaru kurczliwości. Technika umożliwia jednoczesną analizę 24 próbek, zwiększając przepustowość przedklinicznych badań przesiewowych leków na ludzkich tkankach mięśniowych.

Przedkliniczne testy leków w skalowalnych tkankach mięśniowych modyfikowanych w 3D

Przeglądaj więcej filmów