Culture de tissus d’organes entiers

Bioengineering

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Summary

Organes entiers peuvent être cultivées ex vivo à l’aide de bioréacteurs spécialisés, dans le but de réparer ou remplacer les organes ensemble. Cette méthode utilise un organe du donneur qui est dépouillé de toutes les cellules, laissant derrière lui la structure tridimensionnelle et est puis rempli à nouveau avec les nouvelles cellules. Cette vidéo illustre la culture de la totalité de l’organe des poumons et montre comment une culture dynamique qui imite la stimulation mécanique du corps est nécessaire pour induire des propriétés des tissus natifs.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Bio-ingénierie. Culture de tissus d’organes entiers. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Des cultures in vitro des organes partielles ou entières servent souvent puisse fidèlement modèle tissus et organes fonctionner dans diverses conditions de test. Culture d’organes entiers peut impliquer la DÉCELLULARISATION, d’un organe excisée ou la suppression de cellules, afin d’utiliser la structure native orgue. Elle est suivie de la recellularization avec nouvelles cellules. L’utilisation de bioréacteurs spécialisés, sont souvent incorporés dans le processus de recellularization, pour imiter la croissance des tissus dans le corps. Cette vidéo, présentent les principes fondamentaux derrière la culture de tissu des organes entiers et démontrer la procédure dans le laboratoire.

Ce processus commence par la récolte d’un organe du donneur. Dans cet exemple, nous montrons un poumon donneur d’un singe. Par un processus appelé détergente perfusion, l’organe isolé est systématiquement nettoyé de sa population native cellule par une série de lavages. Résultant en une matrice d’orgue acellulaire stérile. Ensuite la matrice tissulaire est recellularized à l’aide de types de cellules spécifiques, comme une ligne de cellules souches. Les cellules peuvent également être donnés par la personne qui reçoit l’ingénierie tissulaire. Appelée autogreffe de cellules. Cela atténue rejet et améliore la biocompatibilité de l’orgue. Par ailleurs, les cellules peuvent être utilisées provenant d’un donneur différent. Appelée greffe allogénique. Cet devra peut être poursuivi, si un nombre suffisant de cellules ne peut être récolté auprès de l’acquéreur potentiel. Une fois que les cellules sont ensemencées à l’orgue, bioréacteurs de tissus sont utilisés pour stimuler la prolifération cellulaire et la croissance tissulaire directe. Ces réacteurs visent à dynamiquement la culture de l’orgue et imiter l’environnement natif trouvé in vivo. Par exemple, l’orgue peut être connecté à une pompe péristaltique afin de simuler la circulation sanguine. Maintenant que vous avez appris sur les principes de la culture de l’orgue, nous allons jeter un coup d’oeil à un exemple de procédure mettant en cause la culture d’organes entiers des poumons de donateurs.

Pour commencer le donneur poumons sont placés dans un bac de dissection et de l’artère pulmonaire canulées en introduisant un connecteur luer femelle dans la cavité ouverte. Un deuxième connecteur luer femelle, est ensuite inséré dans l’ouverture trachéale. Tamponné phosphate salin ou PBS, contenant 30 unités par millilitres d’héparine et cinq microgrammes par millilitre de nitroprussiate de sodium, est alors inculqué pour faciliter l’élargissement des vaisseaux sanguins et l’élimination de l’air emprisonné dans les poumons. La solution est expulsée par recul naturel et répétée deux fois plus avant le bouchage de la canule, pour contenir la solution dans les poumons pour dissoudre les résidus de sang. Puis les deux oreillettes sont déchirées et le cap de canule trachéale luer est retirée, afin de faciliter le drainage du liquide. Perfusion continue avec la solution de nitroprussiate de PBS, l’héparine et de sodium, jusqu'à autant de sang que possible est supprimé de la vascularisation pulmonaire. Pour commencer decellurization, les poumons sont gonflés et imprégnés d’eau désionisée. Après cinq lavages artérielles et vasculaires, les poumons sont retirés de l’eau et immergés dans un détergent appelé Triton, pour déloger les cellules tandis que minimalement ayant une incidence sur la matrice de l’orgue. Les poumons sont gonflés deux fois plus avec solution de Triton, avant incubation durant la nuit à quatre degrés Celsius. Après incubation, les poumons sont lavés cinq fois plus d’eau désionisée. Ensuite, les poumons sont immergés dans la solution de désoxycholate de Sodium 2 % et ensuite lavé plusieurs fois, avec une solution d’eau et de la mémoire tampon, afin de faciliter la DÉCELLULARISATION et l’élimination des débris cellulaires. Lorsque complètement nettoyé l’orgue est stocké dans une solution de PBS stérile à quatre degrés Celsius jusqu'à utilisation.

Un bioréacteur spécialisé peut être utilisé pour imiter le comportement naturel des poumons, comme celui montré ici. Tout d’abord, la principale chambre du réacteur est remplie de milieu de culture, qui a été équilibrée dans l’atmosphère de dioxyde de carbone de 5 %. Puis l’orgue est installé. Une fois connecté, le couvercle est sécurisé et l’air est évacué, du tube à l’aide d’une seringue. Le bioréacteur est ensuite déplacé vers un incubateur de culture tissulaire s’équilibrer. Ensuite, les poumons sont ventilés avec environ, une respiration complète toutes les deux minutes. Et le milieu circule dans le système vasculaire, par l’intermédiaire de la pompe péristaltique, à environ 10 millilitres par minute, pour un total de 30 minutes.

Pour les voies respiratoires, les poumons l’ensemencement sont gonflés, avec une cellule suspension contenant la moelle osseuse provenant des cellules souches mésenchymateuses. Pour recellularize les alvéoles, qui sont responsables de l’oxygène et le dioxyde de carbone, les échanges gazeux qui se déroule dans les poumons. Les poumons sont ensuite incubés durant une nuit, pour permettre les cellules fixer sur la matrice DECELLULARISE. Après une nuit d’incubation, une ventilation est relancée, et les cellules sont autorisés à cultiver dans la matrice de l’orgue pendant plusieurs jours. Suivant l’ensemencement vasculaire est complétée par l’introduction progressive des cellules endothéliales à l’aide de la pompe péristaltique, d’ouvrir la recellularization de petits vaisseaux. Et puis cultivées statiquement pendant plusieurs heures, afin de faciliter le développement d’un organe précis cellulaire. Milieu de culture soient diffusée à nouveau, et les cellules sont cultivées pendant une semaine pour favoriser la croissance et les pièces jointes dans des conditions dynamiques. Une fois terminée la croissance tissulaire histologie est effectuée, pour confirmer la fixation et la croissance des cellules souches mésenchymateuses tant cellules endothéliales, sur les vaisseaux et les voies respiratoires de l’orgue. L’histologie montre l’attachement des cellules souches mésenchymateuses et les cellules endothéliales aux alvéoles dans l’échafaudage de la matrice et petits vaisseaux vasculaires. Pour créer l’apparence du tissu pulmonaire native.

Maintenant que vous avez appris sur la culture de l’organe entier, nous allons jeter un oeil à quelques applications pratiques de cette technologie à l’extérieur de l’objet principal de la médecine régénérative et le remplacement de l’orgue. Culture d’organes entiers peut également servir comme un moyen de tester les agents pharmaceutiques ou dispositifs. Pour exemple dans cette thyroïde embryonnaires de souris d’étude étaient explantées, cultivé et utilisé comme un modèle d’organes à observer comment expérimentales agents pharmaceutiques sont transportés à travers les organes et de tissus. Cette simulation pourrait déboucher sur une représentation plus réaliste de la façon dont un médicament, il est transféré au sein d’un organe in vivo. Enfin, culture de tissus d’organes entiers permet d’étudier le comportement des tissus dans diverses conditions. Par exemple, les disques intervertébraux ont été récoltées de queues bovine pour étudier les mécanismes possibles, de dégénérescence discale. Spécialement conçu pour les bioréacteurs travaillaient, pour induire une charge mécanique du disque, afin de mieux comprendre la dégénérescence l’impact de ces charges.

Vous avez juste regardé les vidéo de Jove sur toute Culture tissulaire d’organes. Vous doit maintenant comprendre comment tout organes, peuvent être cultivées in vitro, et comment cette technique est appliquée dans le domaine de la bio-ingénierie. Merci de regarder.

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