I microchip di silicio per la manipolazione di interazione cellula-cellula

Summary

Questo articolo descrive un approccio sperimentale per la regolazione dinamica delle interazioni cellula-cellula tra le cellule aderenti su scala micrometrica. Manipolazione della comunicazione intercellulare tra epatociti e cellule stromali è dimostrata. La piattaforma sviluppata consente di indagine di interazioni cellula-cellula in una varietà di processi biologici, tra cui lo sviluppo e la patogenesi.

Abstract

Il ruolo del microambiente cellulare è riconosciuto come cruciale nel determinare il destino della cellula e la funzione in quasi tutti i tessuti dei mammiferi dallo sviluppo alla trasformazione maligna. In particolare, l'interazione con stroma vicini è stato implicato in una pletora di fenomeni biologici, tuttavia, le tecniche convenzionali limitare la possibilità di interrogare gli elementi spaziali e dinamici di tali interazioni.

In micromeccanica Cultura riconfigurabili (RC), si impiegano un substrato di silicio con microlavorati parti in movimento per controllare dinamicamente interazioni cellula-cellula attraverso il riposizionamento meccanico. In precedenza, questo metodo è stato applicato per studiare la comunicazione intercellulare in co-culture di epatociti e cellule non-parenchimali, dimostrando tempo-dipendente interazioni e una gamma limitata di solubile segnalazione ^1.

Qui, descriviamo in dettaglio la preparazione e l'impiego del sistema RC. Iniziamo dimostrando la movimentazione dei pezzi dispositivo utilizzando una pinzetta, tra cui il divario tra azionamento e configurazioni di contatti (popolazioni di cellule separate da una stretta di 80 micron gap, o in diretto contatto intimo). Successivamente, abbiamo dettaglio il processo di preparazione dei substrati per la cultura, e la multi-step processo semina di cellule necessarie per ottenere monostrati cellulari confluenti. Utilizzando la microscopia viviamo, allora illustrare in tempo reale manipolazione di cellule tra le diverse possibili configurazioni sperimentali. Infine, ci illustra le misure necessarie al fine di rigenerare la superficie del dispositivo per il riutilizzo: toluene e pulizia piranha, il rivestimento in polistirolo, e il trattamento al plasma di ossigeno.

Protocol

Preparazione di colture cellulari: Inizia con le parti in silicone rivestito con plasma trattato polistirolo. Parti cappotto con adeguate proteine ​​della matrice extracellulare di supporto per gli allegati di tipo cellulare desiderato. Per epatociti, incubare a 50 g / ml Collagene-1 soluzione a 37 ° C per 45 min. Per i fibroblasti 3T3, nessuna matrice è necessario. Blocco parti con parti complementari in configurazione contatto. Mettere a bagno in etanolo al 70% per un min…

Discussion

Questo sistema è unico in quanto consente l'organizzazione spaziale del tessuto ad essere manipolato in modo dinamico a livello cellulare. Di conseguenza, questo dispositivo ha permesso una serie di nuovi esperimenti biologici, che coprono argomenti quali le dinamiche di segnalazione intercellulare, contact-mediata rispetto ai segnali solubili, le decisioni il destino della cellula, tossicologia, e diafonia cellulare. Questo dispositivo dovrebbe essere ampiamente generalizzabile in quanto il substrato della cultura è di serie in plast…

Materials

Material Name	Tipo	Company	Catalogue Number	Comment
Silicon Comb Substrates	Tool	N/A	N/A	Parts are available for collaborative research projects. Please contact Elliot Hui (eehui @ alum . mit . edu) or Sangeeta Bhatia (sbhatia @ mit . edu).