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Ensaio de impedância baseado em matriz de três câmaras: uma técnica de análise em tempo real para avaliar o potencial invasivo de células cancerígenas medindo a impedância elétrica

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Fonte: Sharif, G. M. et al., Detecção e captura em tempo real de subpopulações de células invasivas de co-culturas. J. Vis. Exp. (2022).

Este vídeo descreve um ensaio de invasão usando uma matriz de três câmaras baseada em impedância elétrica. Esta técnica mede o potencial invasivo das células cancerígenas sob a influência de fatores solúveis secretados pelas células estromais residentes em microambientes tumorais.

Protocol

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1. Novo design de câmara (Figura 1)

  1. Abra uma nova placa de analisador de células de câmara dupla. Separe a câmara superior com eletrodos.
  2. Usando uma fresadora, raspe 2 mm dos poços inferiores em forma de U da placa do analisador de células.
  3. Prenda uma membrana de polietersulfona (PES) de 2 cm x 7 cm com tamanho de poro de 0,2 μm no fundo dos poços raspados usando adesivo com curadoria de UV. Aguarde 30 minutos de tempo de curadoria para garantir que a cola esteja completamente curada e inerte.
  4. Usando uma fresadora, corte duas fendas longitudinais (1,5 mm x 5,6 mm) ao longo dos lados para encaixar nas cristas da terceira câmara recém-fabricada.
  5. Usando uma fresadora, crie uma terceira câmara de policarbonato que reproduza as dimensões gerais da placa do analisador de células; 72 mm x 18 mm (Tabela de Materiais).
  6. Crie poços de 4,8 mm de profundidade e 4,75 mm de diâmetro para replicar o design de 16 poços da placa do analisador de células. Isso permite 90 μL de volume por poço.
  7. Nas laterais, crie duas cristas triangulares para que a câmara trave nas fendas originais criadas na etapa 1.4. A parte horizontal do triângulo é de 1,5 mm, a vertical é de 1,4 mm e a hipotenusa é de 2,052 mm.
  8. Crie um botão no lado curto com 50,8 mm de diâmetro e 1,397 mm de altura para caber no entalhe da placa original (Figura 1, Meio).
  9. Use uma arruela de borracha de 0,9 mm de espessura para cada poço para fornecer um ajuste selado.

2. Cultura de células (MDA-MB-231, DCIS, DCIS-Δ4, J2-fibroblastos)

  1. Lave as culturas de células aderentes (~ 70% de confluência) com 1x solução salina tamponada com fosfato (PBS).
  2. Adicione solução de tripsina-EDTA a 0,05% para retirar as células.
  3. Neutralizar a solução de tripsina com meios de cultura de células contendo soro e contar as células com uma alíquota da suspensão celular.
    nota: Os meios de cultura de células específicos podem ser encontrados na Tabela 1.

3. Dissociação do xenoenxerto derivado do paciente

  1. Pique um pedaço de tumor fresco (1 cm2) em mingau fino usando um bisturi estéril.
  2. Colocar em um tubo cônico de 50 mL com 20 mL de meio DMEM F12 suplementado com 3 mg/mL de tripsina e 2 mg/mL de colagenase.
  3. Incubar num agitador térmico (150 RPM) a 37°C durante 20 min.
  4. Girar o tubo a 500 x g durante 5 min; retirar o sobrenadante.
  5. Adicione 20 μL de DMEM F12 + 2% de FBS para lavar as células; gire a 300 x g por 5 min e remova o sobrenadante. Repita a lavagem mais duas vezes.
  6. Ressuspenda em 1 mL de meio PDX (Tabela 1) para contar as células.

4. Extração de células da medula óssea

  1. Lave o filtro de coleta de medula óssea (MO) com 25 mL de 1x PBS.
    nota: Neste estudo, o PBS foi adicionado a um filtro de coleta de MO usado do hospital para coletar o MO restante no filtro.
  2. Adicione o MO lavado lentamente a um tubo cônico de 50 mL com 25 mL de meio gradiente de densidade, tomando cuidado para manter as camadas o mais separadas possível.
  3. Gire a 800 x g por 20 min a 18 °C.
  4. Extrair as camadas superiores após centrifugação (gordura/plasma) e transferir 5 mL da camada branca acima do meio de gradiente de densidade que contém as células MO para um tubo cônico de 15 mL.
    nota: Como alternativa, mergulhe uma pipeta de 5 mL na camada superior até tocar a camada intermediária (BM) e pipete a camada intermediária muito lentamente, sem mover a pipeta.
  5. Encha o tubo cônico de 15 mL com 1x PBS (~ 10 mL) e gire a 300 x g por 15 min.
  6. Remova o sobrenadante; o grânulo branco restante é o BM.
  7. Se forem observados glóbulos vermelhos no pellet, adicione 5 mL de solução de lise de hemácias (Tabela de Materiais) e deixe descansar por 5 min em temperatura ambiente (TR). Gire a 300 x g por 5 min e remova o sobrenadante.
  8. Adicione 10 mL de 1x PBS para lavar as células, gire a 300 x g por 5 min e remova o sobrenadante. Repita a lise das hemácias (passo 4.7) até que o pellet fique branco.

5. Semeadura e montagem de células

  1. Coloque todas as três câmaras estéreis na capa de cultura de tecidos.
  2. Localize o botão no lado curto da câmara inferior. Oriente a câmara inferior de modo que o botão fique voltado para o experimentador.
  3. Adicione 30.000-50.000 células em 90 μL de meio a cada poço da câmara inferior. Evite formar bolhas. Estas são as células estromais que fornecerão fatores secretados, mas não serão detectadas pelos eletrodos da câmara superior.
  4. Use 5% de meio suplementado com soro fetal bovino em dois poços de câmara inferior como controle positivo para a motilidade celular. Use meio suplementado com soro 0% como controle negativo.
  5. Deixe a câmara inferior com as células descansar por 10-15 min no capô para assentar.
    nota: Esta etapa é recomendada se as células estiverem aderentes ou crescerem em suspensão.
  6. Gire a câmara inferior a 90° e coloque a câmara do meio na parte superior de modo que o botão da câmara inferior deslize para dentro do entalhe da câmara do meio.
    nota: O botão na câmara inferior e o ponto azul na câmara do meio estão em extremidades opostas do conjunto.
  7. Empurre verticalmente para baixo até ouvir um som de clique em cada um dos lados longos do conjunto.
  8. Adicione 160 μL de meio sem soro a todos os poços da câmara intermediária.
  9. Certifique-se de que um menisco em forma de cúpula esteja visível após o enchimento dos poços; caso contrário, ajuste o volume final com base na calibração da pipeta. Evite formar bolhas.
  10. Coloque a câmara superior com os eletrodos voltados para baixo na câmara do meio, certificando-se de alinhar os pontos azuis nas câmaras intermediária e superior.
  11. Empurre verticalmente para baixo até ouvir um som de clique em cada um dos lados longos do conjunto.
  12. Adicione 25-50 μL de meio sem soro à câmara superior.
  13. Monte o conjunto no analisador de células de dupla finalidade na incubadora de cultura de tecidos e aguarde 30 minutos antes de medir o fundo.
    nota: Este tempo é necessário para equilibrar a matriz e pode ser usado para preparar as linhas celulares a serem adicionadas à câmara superior.
  14. Meça o fundo (consulte a seção 6) e coloque o conjunto de volta na capa de cultura de tecidos.
  15. Adicione 30.000-50.000 células em 100 μL de meio sem soro a cada poço da câmara superior. Estas são as células que o eletrodo detectará assim que migrarem com sucesso através da membrana
    nota: Para obter a resposta máxima, recomenda-se o cultivo de células em meios sem soro ou com baixo teor de soro por 6-18 h antes de realizar o ensaio.
  16. Deixe o conjunto repousar no capô por 30 minutos antes de montar no analisador de células de dupla finalidade para medição de impedância.

6. Medição de fundo e impedância

  1. Coloque a matriz no berço do instrumento analisador de células de dupla finalidade.
  2. Abra o software do analisador de células e selecione o suporte a ser usado.
  3. Clique na guia Mensagem e certifique-se de que diz Conexões OK para garantir que a matriz esteja bem posicionada no berço e que os eletrodos estejam bem alinhados com os sensores.
  4. Clique na guia Notas do experimento e preencha o máximo de informações possível sobre o experimento.
  5. Clique na guia Layout e preencha a descrição do layout da matriz.
  6. Clique na guia Agendar e adicione duas etapas no menu Etapas; uma etapa em segundo plano (uma varredura) e uma etapa de teste com 100 varreduras - uma varredura a cada 15 minutos, totalizando 25 h.
  7. Depois que a matriz estiver na incubadora do analisador de células de dupla finalidade por 30 minutos, clique no botão Reproduzir para iniciar a medição em segundo plano. Uma janela pedindo para escolher a pasta para salvar os dados aparecerá.
  8. Após a medição de fundo, remova a matriz do berço e coloque-a de volta na capa de cultura de células.
  9. Adicione as células à câmara superior conforme descrito na etapa 5.13 e mantenha o conjunto na capa de cultura de tecidos por 30 minutos para que as células se assentem.
  10. Coloque a matriz de volta no analisador de células de dupla finalidade e verifique a guia Mensagem para a mensagem Connections OK.
  11. Clique no botão Play para iniciar a medição da impedância.
  12. Clique na guia Plotar para monitorar o progresso do sinal.
  13. Se o ponto de extremidade for atingido antes de 25 h, clique na etapa Abortar no menu suspenso Executar.
  14. Para exportar dados, clique com o botão direito do mouse no gráfico, escolha Copiar no formato de lista e cole os dados em uma planilha.
    nota: Os dados podem ser exportados como índice de célula ou índice de célula delta. As informações de gráfico e/ou layout também podem ser escolhidas para exportação.

Tabela 1: Composição dos meios de cultura celular. A tabela lista as composições de meios MDA-MD-231, meios de fibroblastos J2, meios DCIS e meios PDX.

mídiaConstituintesConcentração/proporção
Mídia MDA-MD-231DMEM
Soro fetal bovino (FBS)10% de sucesso
J2 Fibroblastos meios DMEM
Soro fetal bovino (FBS)10% de sucesso
Mídia do CDIS DMEM F12
Soro de cavalo (HS)5% de sucesso
Fator de crescimento epidérmico (EGF)20 ng/mL
insulina10 μg/mL
Hidrocortisona0,5 μg/mL
Toxina da cólera100 ng/mL
Mídia PDXDMEM F12
Soro fetal bovino (FBS)2% de sucesso
HEPES1 milhão
Insulina Transferrina Selênio Etanolamina (ITS)10 μg/mL
Hidrocortisona0,5 μg/mL
Albumina de soro bovino (BSA)1 mg/ml

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Results

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figure-results-1
Figura 1: Imagens das câmaras da matriz e modificações.

(A) As três câmaras usadas para construir a matriz. Nenhuma modificação foi feita na câmara superior que abriga os eletrodos. (B) Dos poços da câmara intermediária, uma altura de 2 mm foi raspada e uma membrana presa ao fundo aberto; Fendas longitudinais (1,5 mm x 5,6 mm) foram adicio...

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Disclosures

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Não há conflitos de interesse declarados.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
0,05% de tripsina-EDTAThermofisherRolamento 25300-054
adesivoAdesivo Óptico Norland NOA63
Albumina de soro bovino (BSA)sigmaA9418
Elevador de célulasSarstedt83.1832
Toxina da cólera de Vibrio choleraeThermofisher Rolamento 12585-014
CIM-placaAgilent 5665817001Placa do analisador de células
Colagenase de Clostridium histolyticumsigmaC0130
DMEMThermofisher 11995-065
DMEM-F12Thermofisher11875-093
Soro fetal bovino (FBS), inativado pelo calorOmega Científico FB-12
HEPES Thermofisher15630106
Soro de cavalo (HS)Gibco16050-122
FEG HumanoPeprotechAF-100-15
Hidrocortisona sigma H4001
Insulina Transferrina Selênio Etanolamina (ITSX) (100x)Thermofisher51500056
Insulina Recombinante Humana, Solução de ZincosigmaC8052
Fibroblastos J2Células-tronco (RRID:CVCL_W667) 100-0353
Preparação LinfográficaCélula-troncoNº 7851Meio de gradiente de densidade para o isolamento de células mononucleares
MatrigelCorningRolamento 354230Matriz de membrana basal
MCFDCIS.com células ( CDIS)RRID:CVCL_5552
Células MDA-MB-231 RRID:CVCL_0062
Fresadora Bridgeport Série 1 Vertical
Solução salina tamponada com fosfato (1x)Thermofisher10010049
Membrana de polietersulfona (PES)SterlitechPCTF029030
Solução de lise de eritrócitosCélula-tronco7800
Analisador RTCA DPAgilent3X16 Analisador de células de dupla finalidade
tripsinasigma T4799

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