Summary

Surfaces Micropatterned pour étudier les interactions acide hyaluronique avec les cellules cancéreuses

Published: December 22, 2010
doi:

Summary

Une nouvelle approche qui permet l'analyse de la haute résolution des interactions cellulaires du cancer avec l'acide hyaluronique exogène (HA) est décrite. Surfaces texturées sont fabriqués en combinant la chimie carbodiimide et l'impression par microcontact.

Abstract

L'invasion et la progression du cancer implique un phénotype cellulaire mobiles, qui est sous réglementation complexe de facteurs de croissance / cytokines et la matrice extracellulaire (ECM) des composants dans le microenvironnement de la tumeur. L'acide hyaluronique (HA) est une composante stromale ECM qui est connue pour faciliter la progression de la tumeur par l'invasion amélioration, la croissance et l'angiogénèse 1. Interaction des HA avec son récepteur cellulaire CD44 de surface induit événements de signalisation qui favorisent la croissance des cellules tumorales, la survie et la migration, augmentant ainsi la dissémination métastatique 2-3. HA est une anioniques, glycosaminoglycane nonsulfated composé d'unités répétitives de l'acide D-glucuronique et de DN-acétylglucosamine. En raison de la présence de groupes carboxyle et hydroxyle sur les unités disaccharide répéter, HA natif est largement hydrophiles et se prêtent à des modifications chimiques qui introduisent des groupes sulfate d'immobilisation photoreative 4-5. Des études précédentes impliquant le immobilisations de HA sur des surfaces d'utiliser le comportement bioresistant de HA et de son dérivé sulfaté de contrôler l'adhésion cellulaire sur des surfaces 6-7. Dans ces études de l'adhésion cellulaire survient préférentiellement sur les régions à motifs non-HA.

Pour analyser les interactions cellulaires avec HA exogène, nous avons développé motifs surfaces fonctionnalisées qui permettent une étude contrôlable et la visualisation haute résolution des interactions des cellules cancéreuses avec HA. Nous avons utilisé l'impression par microcontact (RUU) pour définir des motifs discrets régions HA sur les surfaces en verre. Un "tethering" approche qui s'applique la chimie carbodiimide reliant à immobiliser HA a été utilisé 8. Les surfaces vitrées ont été imprimés avec une microcontact aminosilane et réagir avec une solution HA des ratios d'EDC et optimisé afin de permettre l'immobilisation du NHS HA dans des tableaux à motifs. Incorporer la chimie carbodiimide avec MCP a permis l'immobilisation de l'HA à des régions définies, créant des surfaces appropriées pour les applications in vitro. Les deux cellules de cancer du côlon et de cellules du cancer du sein implicitement interagi avec les surfaces micropatterned HA. L'adhésion des cellules du cancer survenu dans les 24 heures avec la prolifération de 48 heures. L'utilisation de surfaces HA micropatterned, nous avons démontré que l'adhésion des cellules du cancer se fait par le CD44 récepteur HA. Par ailleurs, HA surfaces texturées étaient compatibles avec microscopie électronique à balayage (MEB) et a permis d'imagerie haute résolution des protubérances cellulaires du cancer adhésif et répandre sur les habitudes de HA pour analyser la motilité des cellules cancéreuses sur HA exogène.

Protocol

1. La photolithographie standard pour fabrication de timbres Micropatterned Rincer une nouvelle plaquette de silicium avec de l'éthanol et sécher avec un courant d'air. Utilisez une pince pour manipuler plaquette et éviter les défauts de surface pendant le processus entier. Transfert plaquette pour faire tourner coucheuse et couvrir surface de la galette avec les SU-2025 photoresist négatif. Couvrir au moins 80% de la plaquette de résine photosensible. Manteau de Spin pendant 10 second…

Discussion

La méthode présentée permet micropatterning HA l'étude des interactions cellulaires avec exogène HA. HA est connue pour jouer un rôle clé dans une progression du cancer mais il ya eu des études limitées étudie l'interaction des cellules de cancer sur deux dimensions surfaces texturées HA. Une étude contrôlables sur micropatterns HA exogène permet la visualisation haute résolution de l'adhérence des cellules cancéreuses, la croissance et la migration et peut élucider les fondament…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs reconnaissent l'usage du laboratoire d'analyse de surface à l'Université Johns Hopkins, financé dans le cadre de la Science Materials Research and Engineering Center à travers la Fondation nationale des sciences. LED est un stagiaire et un IGERT National Science Foundation Graduate Fellow. Cette recherche a été partiellement financé par le NIH octroi U54CA143868.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
SU-2025 photoresist   MicroChem Corp. Y111069  
SU-8 developer   MicroChem Corp. Y020100  
Sylgard 184   Dow Corning    
3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS)   Sigma-Aldrich 281778  
2- [methoxy(polyethyleneoxy) propyl] trimethoxysilane (Peg-silane)   Gelest Inc SIM6492.7  
1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide   Thermo Scientific 22980  
N-hydroxysuccinimide (NHS)   Thermo Scientific 24500  
Fluorescein labeled hyaluronic acid (FL-HA)   Sigma-Aldrick F1177 Reconstitute with 10ml of DI water
MDA-MB-231 breast carcinoma cells   ATCC HTB-26  
LS174t colon carcinoma cells   ATCC Cl-188  

References

  1. Toole, B. P., Wight, T. N., Tammi, M. I. Hyaluronan-cell interactions in cancer and vascular disease. Journal of Biological Chemistry. 277, 4593-4596 (2002).
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  3. Götte, M., Yip, G. W. Heparanase, Hyaluronan, and CD44 in Cancers: A Breast Carcinoma Perspective. Cancer Research. 66, 10233-10237 (2006).
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  11. Slevin, M. Hyaluronan-mediated angiogenesis in vascular disease: Uncovering RHAMM and CD44 receptor signaling pathways. Matrix Biology. 26, 58-68 (2007).

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Cite This Article
Dickinson, L. E., Gerecht, S. Micropatterned Surfaces to Study Hyaluronic Acid Interactions with Cancer Cells. J. Vis. Exp. (46), e2413, doi:10.3791/2413 (2010).

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