Mesure de la compressibilité de la cellule et du noyau basée sur un microdispositif acoustofluidique

Résumé

Ici, un protocole est présenté pour construire un système rapide et non destructif de mesure de la compressibilité des cellules ou des noyaux basé sur un microdispositif acoustofluidique. Les modifications des propriétés mécaniques des cellules tumorales après une transition épithéliale-mésenchymateuse ou des rayonnements ionisants ont été étudiées, démontrant les perspectives d’application de cette méthode dans la recherche scientifique et la pratique clinique.

Résumé

La mécanique cellulaire joue un rôle important dans les métastases tumorales, la transformation maligne des cellules et la radiosensibilité. Au cours de ces processus, l’étude des propriétés mécaniques des cellules est souvent difficile. Les méthodes de mesure conventionnelles basées sur le contact, telles que la compression ou l’étirement, sont susceptibles de causer des dommages cellulaires, affectant la précision de la mesure et la culture cellulaire ultérieure. Les mesures à l’état adhérent peuvent également affecter la précision, en particulier après l’irradiation, car les rayonnements ionisants aplatiront les cellules et amélioreront l’adhésion. Ici, un système de mesure de la mécanique cellulaire basé sur la méthode acoustofluidique a été développé. La compressibilité de la cellule peut être obtenue en enregistrant la trajectoire du mouvement de la cellule sous l’action de la force acoustique, ce qui permet de réaliser une mesure rapide et non destructive à l’état suspendu. Cet article décrit en détail les protocoles de conception de puces, de préparation des échantillons, d’enregistrement de trajectoire, d’extraction et d’analyse des paramètres. La compressibilité de différents types de cellules tumorales a été mesurée sur la base de cette méthode. La mesure de la compressibilité du noyau a également été réalisée en ajustant la fréquence de résonance de la céramique piézoélectrique et la largeur du microcanal. Combiné à la vérification au niveau moléculaire des expériences d’immunofluorescence, la compressibilité cellulaire avant et après la transition épithéliale à mésenchymateuse induite par le médicament (EMT) a été comparée. En outre, le changement de compressibilité cellulaire après l’irradiation aux rayons X avec différentes doses a été révélé. La méthode de mesure de la mécanique cellulaire proposée dans cet article est universelle et flexible et a de larges perspectives d’application dans la recherche scientifique et la pratique clinique.

Introduction

Les propriétés mécaniques cellulaires jouent un rôle important dans les métastases tumorales, la transformation maligne des cellules et la radiosensibilité ^1,2. Pour acquérir une compréhension approfondie du rôle des propriétés mécaniques cellulaires dans le processus ci-dessus, une mesure précise de la mécanique cellulaire est essentielle, et la mesure ne doit pas endommager les cellules pour une culture et une analyse ultérieures. Le processus de mesure doit être aussi rapide que possible, sinon la viabilité cellulaire peut être affectée si les cellules sont retirées de l’environnement de culture pendant une....

Protocole

1. Fabrication et assemblage du microdispositif acoustofluidique

1. Fabrication de la puce microfluidique.
   1. Concevez une puce monocanal avec une seule entrée et une seule sortie, comme illustré à la Figure 1. Pour les cellules de mesure, maintenir la section transversale rectangulaire du microcanal à 740 μm de large et 100 μm de profondeur. Pour mesurer le noyau cellulaire, modifiez la largeur et la profondeur du microcanal à 250 μm et 100 μm, respectivement.
   2. Préparez le microcanal sur une plaquette de silicium par gravure ionique réactive. Scellez le haut du microcanal avec un morceau de ....

Résultats

Ici, le travail a présenté un protocole pour la construction d’un système de mesure de compressibilité cellulaire rapide et non destructif basé sur un microdispositif acoustofluidique et a démontré ses avantages pour mesurer la cellule et le noyau dans différentes situations. La figure 1 montre le schéma du canal microfluidique. Les composants et l’assemblage du microdispositif acoustofluidique sont illustrés à la figure 2. La figure 3

Discussion

Les méthodes de mesure de la mécanique cellulaire couramment utilisées sont l’AFM, l’aspiration par micropipette, les méthodes microfluidiques, la technique des plaques parallèles, les pinces optiques, les civières optiques et les méthodes acoustiques²⁰. Les méthodes microfluidiques peuvent fonctionner avec trois approches : la micro-constriction, l’écoulement d’extension et l’écoulement de cisaillement. Parmi eux, les civières optiques, les pincettes optiques, les méthodes acoustiques, les écoule.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
0,25 % trypsine(1x)	GIBCO	15050-065
502 colle	Evo-bond		colle cyanoacrylate
A549	ATCC	CCL-185	adénocarcinome pulmonaire
Kit d’extraction de cytonucléoprotéines et de protéines cytoplasmiques	Beyotime	P0027	Contient les réactifs d’extraction de protéines cytoplasmiques A et B
Dulbecco' s Eagle medium modifié (DMEM)  ;	corning	10-013-CVRC
Sérum fœtal bovin (FBS)	AUSGENEX	FBS500-S
HCT116	ATCC	CCL247	carcinome colorectal
Verre résistant à la chaleur	Pyrex
Leibovitz' s L-15 moyen  ;	GIBCO	11415-064
MCF-7	ATCC	HTB-22  ;	adénocarcinome du sein
MDA-MB-231	ATCC	HTB-26  ;	adénocarcinome du sein
Minimum Essential Medium (MEM)	corning	10-010-CV
Pénicilline-Streptomycine	GIBCO	15140-122
Tampon phosphate	corning	21-040-cvc
PMSF	Beyotime	ST506	100mM
Polybille Polystyrène Teinte Rouge Microsphère  ;	polysciences	15714	Le diamètre du microshpere est de 6.00µ ; m
iodure de propidium(PI)	Sigma-Aldrich	P4170
SYLGARD 184Silicone ELASTOMER	Dow-Corning	1673921	Contient des prépolymères et des agents de durcissement
Trypan Blue	Beyotime	C0011