Il presente protocollo descrive una tecnica per produrre sferoidi tissutali su larga scala in modo economico utilizzando un dispositivo simile a un timbro stampato in 3D.
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Articolo metodologico
Generazione di sferoidi tissutali tramite un dispositivo simile a un timbro stampato in 3D
In questo articolo
Sommario
Abstract
I progressi nella coltura cellulare 3D hanno sviluppato modelli in vitro più rilevanti dal punto di vista fisiologico, come gli sferoidi tissutali. Le cellule coltivate come sferoidi hanno risposte biologiche più realistiche che assomigliano all'ambiente in vivo . Grazie ai loro vantaggi, gli sferoidi tissutali rappresentano una tendenza emergente verso modelli di studio superiori, più affidabili e più predittivi con un'ampia gamma di applicabilità biotecnologica. Tuttavia, le piattaforme riproducibili in grado di raggiungere la produzione su larga scala di sferoidi tissutali sono diventate un'esigenza insoddisfatta per esplorare appieno e potenziare il loro potenziale. In questo articolo, la produzione su larga scala di sferoidi tissutali omogenei è riportata utilizzando una metodologia a basso costo ed efficace in termini di tempo. È stato sviluppato un dispositivo simile a un timbro stampato in 3D per generare fino a 4.716 sferoidi per piastra a 6 pozzetti. Il dispositivo è fabbricato con il metodo della stereolitografia utilizzando una resina fotopolimerizzabile. Il dispositivo finale è composto da micropin cilindrici, con un'altezza di 1,3 mm e una larghezza di 650 μm. Questo approccio consente la rapida generazione di sferoidi omogenei e sferoidi co-coltivati con forma e dimensioni uniformi e vitalità cellulare del >95%. Inoltre, il dispositivo a forma di timbro è sintonizzabile per piastre a pozzetti di diverse dimensioni e piastre di Petri. È facilmente sterilizzabile e può essere riutilizzato per lunghi periodi. L'efficiente produzione su larga scala di sferoidi tissutali omogenei è essenziale per sfruttare la loro traduzione per molteplici aree industriali, come l'ingegneria tissutale, lo sviluppo di farmaci, la modellazione di malattie e la medicina personalizzata su richiesta.
Introduzione
Gli sferoidi tissutali sono micro-tessuti 3D formati da sospensioni cellulari che subiscono l'autoassemblaggio senza forze esterne1. Questi sferoidi sono stati ampiamente utilizzati nei protocolli di biofabbricazione grazie alla loro somiglianza con le caratteristiche chiave del sistema fisiologico umano 2,3. Gli sferoidi tissutali forniscono un metabolismo, una dinamica del citoscheletro, una vitalità cellulare e un'attività metabolica e secrezionale più simili rispetto alle tradizionali colture cellulari monostrato1. Grazie all....
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Protocollo
La linea cellulare L929, fibroblasti di topo, è stata utilizzata per il presente studio. Il biodispositivo stampato in 3D simile a un francobollo è stato ottenuto da una fonte commerciale (vedi Tabella dei materiali). Durante tutto il protocollo sono state seguite buone pratiche di coltura cellulare e tecniche sterili. Il dispositivo fabbricato è stato sterilizzato strofinandolo con alcol al 70% ed esponendolo alla luce UV per 15 minuti. I terreni di coltura cellulare e le soluzioni sono stati riscaldati a 37 °C prima di entrare in contatto con le cellule o gli sferoidi tissutali. Una rappresentazione schematica del p....
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Risultati
Generazione di micro resezioni omogenee utilizzando il dispositivo simile a un timbro stampato in 3D
Il dispositivo simile a un timbro stampato in 3D è stato prodotto con successo con il metodo della stereolitografia12 utilizzando una resina fotopolimerizzabile (Figura 2A). Il dispositivo finale era composto da micropin cilindrici con un'altezza di 1,3 mm e una larghezza di 650 μm (Figura 2A). Il suo utilizzo come stam.......
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Discussione
Il presente protocollo descrive un metodo semplice, veloce ed economico per la produzione su larga scala di sferoidi tissutali. Come stampo principale è stato utilizzato un dispositivo stampato in 3D simile a un timbro, che ha generato fino a 4.716 sferoidi per piastra a 6 pozzetti. È stato dimostrato che le cellule coltivate come sferoidi hanno risposte biologiche più realistiche che assomigliano molto all'ambiente in vivo 1. Grazie ai loro vantaggi, gli.......
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Dichiarazioni
I dispositivi simili a francobolli stampati in 3D sono stati offerti dalla startup Bioedtech, di cui Janaína Dernovsek è cofondatrice e direttrice dell'innovazione. Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione per il Sostegno alla Ricerca dello Stato di Rio de Janeiro (FAPERJ, Brasile), dal Coordinamento per il Miglioramento del Personale dell'Istruzione Superiore (CAPES, Brasile) e dal Consiglio Nazionale Brasiliano per lo Sviluppo Scientifico e Tecnologico (CNPq, Brasile). Ringraziamo Bioedtech per aver fornito i dispositivi simili a timbri utilizzati in questo studio e il professor Bartira Bergmann del Laboratorio di Immunofarmacologia per l'uso delle loro strutture di coltura cellulare.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Piastra a 6 pozzetti | Merck | CLS3516 | |
| Agarosio | Promega | V3121 | |
| Biodevice | Bioedtech | ||
| ThermoFisher | |||
| Centrifuga | ThermoFisher | ||
| Provette da centrifuga Corning 50 mL | Merck | CLS430829-500EA | |
| Fiasche per colture cellulari Corning superficie 75 cm2 | Merck | CLS430641 | |
| Draft Resin | FormLabs | FLDRBL01 | |
| Dulbecco′ s Aquila modificata′ s Siero | Merck | D6046 | |
| (FBS) | ThermoFisher | ||
| Incubatore FormLabs | Form 2 | ||
| ThermoFisher | |||
| linee cellulari L929 | Stabilizzate in laboratorio | ||
| Penicillina e Streptomicina (PS) | ThermoFisher | ||
| soluzione salina tamponata con fosfato (PBS) | Merck | 806552 | |
| tripsina con EDTA | Merck | T3924 |
Riferimenti
- Laschke, M., Menger, M. Life is 3D: Boosting spheroid function for tissue engineering. Trends in Biotechnology. 35 (2), 133-144 (2017).
- Mekhileri, N., et al. Automated 3D bioassembly of micro-tissues for biofabrication of hybrid tiss....
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Ristampe e permessi
