Трехмерная биопечать кокультур нейронов и астроцитов человека, полученных из ИПСК человека, для скрининговых применений
September 29th, 2023
Здесь мы представляем протокол для получения 3D-биопечатных кокультур нейронов и астроцитов, полученных из ИПСК. Эта модель кокультуры, созданная в гидрогелевом каркасе в 96- или 384-луночном формате, демонстрирует высокую постпечатную жизнеспособность и рост нейрита в течение 7 дней и показывает экспрессию маркеров зрелости для обоих типов клеток.
3D-моделирование клеток — это новая область, которая экспоненциально расширилась за последнее десятилетие. Было показано, что эти модели способствуют росту нейронов и более точно представляют фенотипы заболеваний. Тем не менее, мы считаем, что существует сдвиг в сторону повышения производительности этих моделей и необходимость внедрения автоматизации в разработке.
Традиционные методы разработки 3D-культур могут быть трудоемкими и трудоемкими, но 3D-биопечать — это технология, которая может быть применена для масштабирования этих процессов разработки. Эта технология позволяет эффективно и без человеческих ошибок создавать сотни идентичных моделей. Этот протокол позволяет создавать сложные культуры, так как нервные клетки выращиваются в 3D в биологически активных гидрогелевых матрицах.
Но критически важно то, что этот протокол отдает приоритет скорости и удобству при разработке моделей, чего может не хватать в этой области и что может помешать внедрению в промышленность. Этот протокол определяет метод очень эффективного создания множества 3D-культур с ограниченным вкладом пользователей. Мы надеемся, что это устранит барьеры для использования сложных моделей клеточных культур в высокопроизводительных анализах и облегчит дальнейшее изучение влияния 3D-культуры на типы нервных клеток.
Обзор
Данное исследование представляет протокол для эффективного производства 3D-биопечатаемых сокультур iPSC-произведенных нейронов и астроцитов внутри гидрогелевых каркасов. Разработанная модель работает в форматах на 96 или 384 лунки и демонстрирует высокую жизнеспособность после печати и рост нейритов в течение семи дней, при этом экспрессировав маркеры зрелости для обоих типов клеток. Данный подход направлен на увеличение пропускной способности и автоматизации систем 3D культуры клеток.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Клеточная биология
- Биотехнология
Бэкграунд
- 3D моделирование клеток быстро развивается, что позволяет создавать более точные представления о фенотипах заболеваний.
- Традиционные методы разработки 3D культур часто являются трудоемкими и затратными по времени.
- 3D биопечатание предлагает решение путем автоматизации и масштабирования разработки сложных культур.
- Эта технология может быстро производить множество идентичных моделей, минимизируя ошибки человека в процессе.
Цель исследования
- Создать высокопроизводительный протокол для установления 3D сокультур нейрональных клеток.
- Улучшить скорость и удобство разработки моделей в исследованиях нейробиологии.
- Способствовать дальнейшему исследованию воздействия 3D сред культивирования на типы нейрональных клеток.
Использованные методы
- Платформа использует 3D биопечатание для создания сокультур внутри гидрогелевых матриц.
- Биологическая модель включает iPSC-произведенные нейроны и астроциты, выращенные в контролируемой 3D среде.
- Этот протокол акцентирует внимание на эффективном установлении сокультур с минимальным необходимым вмешательством пользователя.
- Ключевые сроки включают оценку жизнеспособности клеток и роста нейритов в течение семи дней.
- Гидрогельные каркасы используются для поддержания структурной целостности и функциональности клеток.
Основные результаты
- Модель сокультуры продемонстрировала высокую жизнеспособность клеток после печати и значительный рост нейритов в течение семи дней.
- Оба типа клеток демонстрировали экспрессию маркеров зрелости, что указывает на успешное развитие.
- Быстрое создание модели поддерживает более оптимизированные исследовательские приложения и дальнейшие тесты.
- Выводы подчеркивают потенциал этого протокола для преодоления существующих барьеров в сложных моделях культур клеток.
Выводы
- Исследование демонстрирует новый метод для разработки масштабируемых 3D сокультурных систем в исследованиях нейробиологии.
- Этот прогресс может значительно повлиять на будущее высокопроизводительных анализов в исследованиях нервной системы.
- Полученные знания из использования 3D культур могут улучшить понимание нейрональных механизмов и пластичности.
