Microfluidique endothélialisée pour étudier les interactions microvasculaires dans Hémopathies
Summary
Procédé pour la culture d'une monocouche de cellules endothéliales sur toute la surface intérieure 3D d'un dispositif microfluidique avec microvasculaire taille canaux (<30 um) est décrite. Cette<em> In vitro</em> Microvascularisation modèle permet l'étude des interactions biophysiques entre les cellules sanguines, cellules endothéliales, et les facteurs solubles dans les maladies hématologiques.
Abstract
Les progrès des techniques de microfabrication ont permis la production de bon marché et reproductible des systèmes microfluidiques pour mener des expériences biologiques et biochimiques à l'1,2 micro-et nanométrique. En outre, la microfluidique ont également été spécifiquement utilisés pour l'analyse quantitative des processus hématologiques et microvasculaire, en raison de leur capacité de contrôler facilement l'environnement dynamique fluidique et des conditions biologiques 3-6. En tant que tel, les chercheurs ont plus récemment utilisé des systèmes microfluidiques pour étudier la déformabilité des globules, l'agrégation des cellules du sang, le flux sanguin microvasculaire, et le sang interactions cellulaires de cellules endothéliales-6-13. Toutefois, ces systèmes microfluidiques soit ne comprennent pas les cellules endothéliales en culture ou étaient plus que la pertinente sizescale à microvasculaires processus pathologiques. Une plate-forme microfluidique avec des cultures de cellules endothéliales qui récapitule avec précision le cellulaire, physique, et hemodynenvironnement amique de la microcirculation est nécessaire d'approfondir notre compréhension de la pathophysiologie sous-jacente biophysique des maladies hématologiques qui impliquent le système microvasculaire.
Nous rapportons ici une méthode pour créer un «endothélialisée" modèle in vitro de la microvascularisation, en utilisant un processus simple et unique masque de microfabrication en conjonction avec standards endothéliales techniques de culture cellulaire, pour étudier les interactions pathologiques microvasculaires biophysiques qui se produisent dans la maladie hématologique. Ce "système microvasculaire-sur-une-puce» fournit au chercheur un test robuste, qui contrôle étroitement biologique ainsi que les conditions biophysiques et est exploité à l'aide d'une seringue électrique standard et clair / microscopie à fluorescence. Des paramètres tels que les conditions hémodynamiques microcirculatoires, le type de cellules endothéliales, le type de cellules sanguines (s) et concentration (s), la drogue ou de concentration inhibitrice etc, tout cela peut être facilement contrôlé. En tant que tel, notre microsystème fournitune méthode pour étudier les processus quantitativement la maladie dans laquelle l'écoulement microvasculaire est altérée en raison de modifications dans l'adhésion cellulaire, l'agrégation et la déformabilité, d'une capacité disponible avec les tests actuels.
Protocol
Discussion
Notre système de microdispositif endothélialisée est le mieux adapté lorsqu'il est utilisé en conjonction avec les expériences in vivo, et son approche réductionniste peut aider à élucider les mécanismes biophysiques des processus hématologiques qui sont observés chez les humains et les modèles animaux. En outre, notre système n'est pas sans limites. Par exemple, nos canaux microfluidiques sont carrées en coupe. Bien que techniquement microcanaux circulaires peuvent être fabriqu…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions T. Hunt, M. Rosenbluth, et le Laboratoire de Lam pour leurs conseils et des discussions utiles. Nous reconnaissons l'appui de G. Spinner et l'Institut d'Electronique et de la nanotechnologie à l'Institut de Technologie de Géorgie. Le soutien financier pour ce travail a été fourni par une subvention du NIH K08-HL093360, UCSF REAC prix, une nanomédecine NIH Centre de développement des Prix PN2EY018244, et le financement du Centre pour la biologie des cellules endothéliales des soins de santé pour enfants d'Atlanta.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| blunt point needle | OK International | 920050-TE | Precision TE needle 20 Gauge x 1/2″, pink |
| dextran | Sigma-Aldrich | 31392 | |
| Fibronectin | Sigma-Aldrich | F0895 | |
| Hole puncher (pin vise) | Technical Innovations | ||
| Human umbilical cord endothelial cells (HUVECs) | Lonza | CC-2519 | |
| Plasma cleaner | Plasma | PDC-326 | |
| Polydimethylsiloxane (PDMS) | Fisher Scientific | NC9285739 | Sylgard 184 Silicone Elastomer KIT |
| Sigmacote | Sigma-Aldrich | SL2 | |
| SU-8 2025 | Microchem | Y111069 | |
| SU-8 Developer | Microchem | Y020100 | |
| Syringe pump | Harvard Apparatus | 70-3008 | PHD-ULTRA |
| tubing(larger) | Cole-Parmer Instrument Company | 06418-02 | Tygonreg microbore tubing, 0.020″ ID x 0.060″ OD |
| tubing(smaller) | Cole-Parmer Instrument Company | 06417-11 | PTFE microbore tubing, 0.012″ ID x 0.030″ OD |
References
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