Summary

Mikrofluidik-Co-Kultur von Epithelzellen und Bakterien für die Untersuchung Löslich Signal-vermittelte Wechselwirkungen

Published: April 20, 2010
doi:

Summary

Dieses Protokoll beschreibt eine mikrofluidische Co-Kultur-Modell für die gleichzeitige und lokalisierte Kultur von Epithelzellen und Bakterien. Dieses Modell kann zur Untersuchung der Rolle der verschiedenen löslichen molekularen Signalen auf Pathogenese sowie Bildschirm die Wirksamkeit der vermeintlichen probiotischen Bakterienstämmen verwendet werden können.

Abstract

Der menschliche Magen-Darm (GI-Trakt) ist ein einzigartiges Umfeld, in dem intestinalen Epithelzellen und nicht-pathogenen (Kommensalen) Bakterien koexistieren. Es wurde vorgeschlagen, dass die Mikroumgebung, dass der Erreger Begegnungen in der kommensalen Schicht wichtig bei der Bestimmung der Ausdehnung der Besiedlung ist. Aktuelle Kultur Methoden zur Untersuchung von Krankheitserregern Kolonisation sind nicht gut für die Untersuchung dieser Hypothese, da sie nicht aktivieren Co-Kultur von Bakterien und Epithelzellen in einer Weise, dass die GI-Trakt Mikroumgebung imitiert geeignet. Hier beschreiben wir einen mikrofluidischen Co-Kultur-Modell, das unabhängig Kultur von eukaryotischen Zellen und Bakterien ermöglicht, und die Prüfung der Wirkung der kommensalen Mikroumgebung auf Erreger Kolonisation. Die Co-Kultur-Modell ist durch die Entwicklung eines Kommensalen nachgewiesen<em> Escherichia coli</em> Biofilm unter HeLa-Zellen, durch die Einführung von enterohämorrhagischen gefolgt<em> E. coli</em> (EHEC) in die kommensalen Insel, in einer Sequenz, die die Abfolge der Ereignisse in GI-Trakt Infektion imitiert.

Protocol

1. Herstellung von Silizium-Master mithilfe von Standard-SU-8 Photolithographie 1 (nicht in diesem Video gezeigt). Verwenden Sie Standard-SU-8 Photolithographie Methoden, um eine SU-8 "Meister" (SU-8 2050 MicroChem, Newton MA) für die Herstellung der verschiedenen Komponenten (PDMS-Membranen mit unterschiedlicher Dicke, Co-Kultur-Kammer) in einem Reinraum. Erstellen Solche Master-Formen können jederzeit Mikrofabrikation Anlage (, z. B. Stanford Mikrofluidik Foundry hergestellt …

Discussion

Konventionelle Tests für Erreger Befestigung und Besiedlung nutzen eine Monoschicht von eukaryotischen Zellen in Zellkulturplatten, in die Krankheitserreger aufgenommen. Diese Modelle sind nicht physiologisch relevant, da sie nicht integrieren Kommensale bakteriellen Biofilm auf eukaryotischen Zellen entwickelt. Einfache Zugabe eines pre-grown Bakterienkultur zu eukaryotischen Zellen ist unwahrscheinlich, dass diese Konformation führen, wie Biofilmen äußerst Strukturen, die im Laufe der Zeit entwickeln organisiert s…

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde zum Teil durch die National Science Foundation (CBET 0846453) und die National Institutes of Health (1R01GM089999) unterstützt.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
SU-8 2050   Microchem Corp, MA    
high-resolution (16,256 dpi) photolithography mask   Fineline-Imaging Inc, CO    
Trichloro(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl)silane   Sigma-Aldrich 77279  
PDMS   Dow Corning, WI 184 SIL ELAST KIT 0.5KG  
DMEM   Thermo Scientific SH30002.02  
Programmable spin coater   Laurell Tech Corp WS0650S  
Mask aligner   Neutronix-Quintel, PA Q4000  
Oxygen plasma etcher   March Plasma System, CA CS-1701  
Syringe pump   Harvard Apparatus, MA    
Live/Dead Viability/Cytotoxicity Kit   Invitrogen L-3224  

References

  1. McDonald, J. C. Prototyping of microfluidic devices in poly(dimethylsiloxane) using solid-object printing. Anal Chem. 74, 1537-1545 (2002).
  2. Jeon, N. L. Design and fabrication of integrated passive valves and pumps for flexible polymer 3-dimensional microfluidic systems. Biomed Microdevices. 4, 117-121 (2002).
  3. Baek, J. Y., Park, J. Y., Ju, J. I., Lee, T. S., Lee, S. H. A pneumatically controllable flexible and polymeric microfluidic valve fabricated via in situ development. J Micromech Microeng. 15, 1015-1020 (2005).
  4. Grover, W. H., Ivester, R. H., Jensen, E. C., Mathies, R. A., A, R. Development and multiplexed control of latching pneumatic valves using microfluidic logical structures. Lab Chip. 6, 623-631 (2006).
  5. Lee, J., Jayaraman, A., Wood, T. K., K, T. Indole is an inter-species biofilm signal mediated by SdiA. BMC Microbiol. 7, 42-42 (2007).
  6. Hsu, C. H., Folch, A. Microfluidic devices with tunable topographies. Appl Phys Lett. 86, 023508-023508 (2005).
  7. Hui, E. E., Bhatia, S. N. Micromechanical control of cell-cell interactions. Proc Natl Acad Sci USA. 104, 5722-5726 (2007).
  8. Lee, J. Y. Integrating sensing hydrogel microstructures into micropatterned hepatocellular cocultures. Langmuir. 25, 3880-3886 (2009).
  9. Kim, J., Hegde, M., Jayaraman, A. Co-culture of epithelial cells and bacteria for investigating host-pathogen interactions. Lab-on-Chip. , (2009).
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Citer Cet Article
Kim, J., Hegde, M., Jayaraman, A. Microfluidic Co-culture of Epithelial Cells and Bacteria for Investigating Soluble Signal-mediated Interactions. J. Vis. Exp. (38), e1749, doi:10.3791/1749 (2010).

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