Tek Hücreli Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesi için Kesme Testi Protokolü

Luke J. Holen; Killian Onwudiwe; Julian Najera; Maksym Zarodniuk; John D. Obayemi; Winston O. Soboyejo; Meenal Datta

doi:10.3791/65333

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Tek Hücreli Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesi için Kesme Testi Protokolü

2.6K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/65333

⸱

19 Mayıs 2023

Luke J. Holen^*¹ , Killian Onwudiwe^*¹ , Julian Najera¹ , Maksym Zarodniuk¹ , John D. Obayemi² , Winston O. Soboyejo² , Meenal Datta¹

¹Department of Aerospace and Mechanical Engineering, University of Notre Dame, ²Departments of Mechanical and Biomedical Engineering, Worcester Polytechnic Institute

^* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

Bu protokol, kanserli ve kanserli olmayan hücre hatlarının mekanik özelliklerinin in vitro olarak ölçülmesini özetlemektedir. Kanserli ve normal hücrelerin mekaniğindeki korunmuş farklılıklar, prognoz ve tanıda etkileri olabilecek bir biyobelirteç görevi görebilir.

Özet

Düzensiz biyomekanik, kapsamlı bir çalışmaya tabi tutulan kanser biyolojisinin ayırt edici bir özelliğidir. Bir hücrenin mekanik özellikleri bir malzemeninkine benzer. Bir hücrenin strese ve gerilmeye karşı direnci, gevşeme süresi ve elastikiyeti, türetilebilen ve diğer hücre türleriyle karşılaştırılabilen özelliklerdir. Kanserli (malign) hücrelerin normal (malign olmayan) hücrelere karşı mekanik özelliklerini ölçmek, araştırmacıların bu hastalığın biyofiziksel temellerini daha da ortaya çıkarmalarını sağlar. Kanser hücrelerinin mekanik özelliklerinin normal hücrelerin mekanik özelliklerinden sürekli olarak farklı olduğu bilinmesine rağmen, bu özellikleri kültürdeki hücrelerden çıkarmak için standart bir deneysel prosedür eksiktir.

Bu yazıda, bir sıvı kesme testi kullanılarak in vitro olarak tek hücrelerin mekanik özelliklerini ölçmek için bir prosedür özetlenmektedir. Bu tahlilin arkasındaki prensip, sıvı kesme stresinin tek bir hücreye uygulanmasını ve zaman içinde ortaya çıkan hücresel deformasyonun optik olarak izlenmesini içerir. Hücre mekanik özellikleri daha sonra dijital görüntü korelasyonu (DIC) analizi kullanılarak ve DIC analizinden üretilen deneysel verilere uygun bir viskoelastik model takılarak karakterize edilir. Genel olarak, burada özetlenen protokol, tedavisi zor kanserlerin teşhisi için daha etkili ve hedefli bir yöntem sağlamayı amaçlamaktadır.

Giriş

Kanserli ve kanserli olmayan hücreler arasındaki biyofiziksel farklılıkların incelenmesi, yeni tanı ve tedavi fırsatlarına izin verir¹. Biyomekanik/mekanobiyolojideki farklılıkların tümör progresyonuna ve tedavi direncine nasıl katkıda bulunduğunun anlaşılması, hedefe yönelik tedavi ve erken tanı için yeni yollar ortaya çıkaracaktır².

Kanser hücresinin mekanik özelliklerinin normal hücrelerden farklı olduğu bilinmekle birlikte (örneğin, plazma zarının ve nükleer zarfın viskoelastisitesi)^3,4,5^, canlı hücrelerde bu özellikleri....