Method Article

Dehücreli Akciğer Ekstraselüler Matriks Hidrojellerinin Geliştirilmesi ve Karakterizasyonu

DOI:

10.3791/65768

⸱

December 8th, 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Engineered Cancer and Organ Models Laboratory, Koç University, 2Research Center for Translational Medicine (KUTTAM), Koç University, 3Department of Chemical and Biological Engineering, School of Engineering, Koç University, 4Department of Medical Biology, School of Medicine, Koç University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokol, doğal sığır pulmoner dokularına uygulanan iki farklı hücre dışı bırakma metodolojisini açıklığa kavuşturur ve bunların ilgili karakterizasyonlarının kapsamlı bir açıklamasını sağlar.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hücre dışı matriks (ECM) türevi hidrojellerin doku mühendisliğinde kullanımı, hücrelerin doğal ortamını in vitro olarak taklit edebildikleri için giderek daha popüler hale gelmiştir. Bununla birlikte, ECM'nin doğal biyokimyasal içeriğini korumak, mekanik stabiliteyi sağlamak ve hücreden arındırma işleminin ECM hidrojellerinin mekanik özellikleri üzerindeki etkisini anlamak zordur. Burada, iki farklı protokol kullanılarak sığır akciğer dokusunun hücreden arındırılması için bir boru hattı, hücreden arındırmanın etkinliğinin aşağı akış karakterizasyonu, sulandırılmış hücreden arındırılmış akciğer ECM hidrojellerinin üretimi ve mekanik ve sitouyumluluk özelliklerinin değerlendirilmesi anlatılmıştır. Sığır akciğerinin hücreden arındırılması, fiziksel (donma-çözülme döngüleri) veya kimyasal (deterjan bazlı) bir yöntem kullanılarak gerçekleştirildi. Hematoksilen ve Eozin boyama, ana ECM bileşenlerinin hücreden arındırılmasını ve tutulmasını doğrulamak için yapıldı. Decellularize örneklerde rezidüel kollajen ve sülfatlanmış glikozaminoglikan (sGAG) içeriğinin değerlendirilmesi için sırasıyla Sirius kırmızısı ve Alcian mavisi boyama teknikleri kullanıldı. Hücrelerden arındırılmış akciğer ECM hidrojellerinin mekanik özellikleri, salınımlı reoloji ile karakterize edildi. Sonuçlar, hücrelerden arındırılmış sığır akciğer hidrojellerinin, çoğu doğal ECM bileşenini koruyarak ticari ECM ürünlerine güvenilir bir organotipik alternatif sağlayabileceğini göstermektedir. Ayrıca, bu bulgular, tercih edilen hücre çözme yönteminin, jelleşme kinetiğinin yanı sıra elde edilen hidrojellerin sertlik ve viskoelastik özelliklerini önemli ölçüde etkilediğini ortaya koymaktadır.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Konvansiyonel tek tabakalı kültür koşulları, doğal doku mikro ortamlarının sadık bir temsilini sunmaz ve hücre-matris ve hücre-hücre etkileşimlerini sağlayan öğretici ligandlarla üç boyutlu (3D) bir iskele sağlama yeteneğinden yoksundur1. Ekstraselüler matriks (ECM) bileşimi ve mekanik özellikleri oldukça dokuya özgüdür, zamana bağlıdır ve patolojik durumlarda değişikliklere uğrar. Bu nedenle, bu özelliklerin ayarlanabilirliğine, hücresel davranışın modülasyonuna ve istenen doku işlevselliğinin elde edilmesine izin veren biyomimetik 3D doku modellerine ihtiyaç vardır. Doğal ECM'den türetilen biyomalzemeler, dokuya özgü ECM

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Genç (1-2 yaş) sığır donörlerinden taze yerli akciğerler, yerel bir mezbahadan elde edildi ve buz üzerinde kapalı bir plastik kapta laboratuvara taşındı. Hayvan kurbanı, genel et tüketimi (atık olarak atılan akciğerler) için yapılır ve çalışma ile ilgili veya çalışma nedeniyle değildir. Kesimhanenin ulusal hayvan kurban etme yasalarına ve yönetmeliklerine uygun olduğunu onaylıyoruz. Ayrıca, sadece atık malzeme kullandığımızı ve araştırma projesinin kurban edilen hayvan sayısı üzerinde bir etkisi olmadığını teyit ediyoruz.

1. Organların toplanması ve doku hazırlığı

  1. Deneye kadar taze elde edilen sığır akciğer dokula....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hücresizleştirme
Doğal akciğer mikroçevresini özetleyecek dECM hidrojelleri üretmek için sığır akciğer dokusunun hücreden arındırılması, hem fiziksel (donma-çözülme) hem de kimyasal (Triton-X-100) yöntemlerle sağlanmıştır. Diseksiyondan sonra, doku parçaları, daha sonra dECM hidrojellerinin sterilitesini etkileyebilecek patojenleri uzaklaştırmak içindH2Oiçeren antibiyotiklerde yıkandı. Hücresel yapıları bozmak için donma-çözülme yöntemi için sıvı nitrojen ile 37 °C su banyosu arasında değiş.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Organ kaynaklı hidrojeller, doğal doku ECM'sini özetleyen ve organotipik hücresel fonksiyonu taklit eden umut verici modeller haline gelmiştir. Hücre dışı akciğer ECM'si doku mühendisliğinde sıklıkla kullanılmış olsa da, biyomateryal bileşiminin ve mekanik özelliklerin kapsamlı bir karakterizasyonu, homeostaz veya hastalık sırasında biyolojik süreçleri modellemek için hücre-ECM etkileşimlerinin nasıl modüle edilebileceğinin daha iyi anlaşılmasına fayda sağlayacaktır. Özellikle, sulandırılmış hidrojellerin sertlik ve visk.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tüm yazarlar hiçbir rakip mali çıkar beyan etmezler.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından desteklenmiştir (Hibe No. 118C238). Yayının/bildirinin tüm sorumluluğu yayın sahibine aittir. TÜBİTAK'tan alınan maddi destek, yayının içeriğinin TÜBİTAK tarafından bilimsel anlamda onaylandığı anlamına gelmemektedir. Yazarlar, Koç Üniversitesi Translasyonel Tıp Araştırma Merkezi'nin (KUTTAM) hizmet ve olanaklarından yararlanmalarını minnetle kabul ederler. Şekil 1 ve Şekil 2a, Biorender.com kullanılarak oluşturulmuştur.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Mutlak etanolISOLAB64-17-5
Asetik asitISOLAB64-19-7
Alcian mavisi çözeltisiSigma-AldrichB8438
Sığır pankreasından Deoksiribonükleaz ISigma-AldrichDN25
Discovery HR-2 reometreTA Instruments
Entellan montaj ortamıMerck107960
Eozin çözeltisiParlak slayt2.BS01-105-1000
FormaldehitElektron Mikroskobu Bilimleri50-980-485
Hidroklorik asitMerck100317
İyotSigma-Aldrich3002
Magnezyum klorürSigma-Aldrich7786-30-3
Mayer'in hematoksilen boyama solüsyonuMerck2.BS01-103-1000
OCT bileşiğiDoku-Tek4583
Penisilin / StreptomisinBiowestL0018-100
Domuz mide mukozasından PepsinSigma-AldrichP6887
Pikrik asitPolysciences88-89-1
Sirius KırmızıPolysciences09400-25
Sodyum hidroksitSigma-AldrichS5881
Sükroz Sigma-AldrichS0389
Triton-X-100Merck112298

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zhu, X., et al. Ordered micropattern arrays fabricated by lung-derived dECM hydrogels for chemotherapeutic drug screening. Mater Today Bio. 15, 100274(2022).
  2. Ulldemolins, A., et al. Lung extracellular matri....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Decellularized Lung MatrixECM HydrogelsTissue EngineeringLung DecellularizationFreeze Thaw MethodDetergent Based DecellularizationOscillatory RheologyMechanical PropertiesViscoelastic PropertiesDisease Modeling

Related Articles