Summary

Chip-op basis van drie-dimensionale Cultuur van de Cel in doorbloed Micro-bioreactoren

Published: May 21, 2008
doi:

Summary

Beschrijven we een chip-gebaseerde platform voor de drie-dimensionale kweken van cellen in micro-bioreactoren. Een chip kan maximaal huis tot 10 miljoen. cellen die kunnen worden geteeld onder nauwkeurig omschreven voorwaarden met betrekking tot stroming, zuurstofspanning enz. in een steriele, gesloten circulatie lus.

Abstract

We hebben een chip-gebaseerde celcultuur systeem voor de drie-dimensionale kweken van cellen. De chip is meestal vervaardigd uit niet-biologisch afbreekbare polymeren, zoals polycarbonaat of polymethylmethacrylaat door micro-spuitgieten, micro hot embossing of micro thermovormen. Maar, het kan ook zijn vervaardigd uit biologisch afbreekbare polymeren. Heeft de volgende afmetingen zijn 0,7 x 1 20 x 20 x 0,7 1 mm (hxbxl). De belangrijkste kenmerken van de gebruikte chips zijn ofwel een raster van maximaal 1156 kubieke micro-containers (cf-chip) elk ter grootte van 120 tot 300 x 300 x 300 μ (hxbxl) of ronde uitsparingen met een diameter van 300 μ en een diepte van 300 μ (r-chip). De steiger kan huis 10 miljoen. cellen in een drie-dimensionale configuratie. Voor een optimale voedingsstoffen-en gasvoorziening, wordt de chip ingebracht in een bioreactor behuizing. De bioreactor is een onderdeel van een gesloten steriele oplage lus die, in de eenvoudigste configuratie, Additionaly bestaat uit een roller pomp en een medium reservoir met een gastoevoer. De bioreactor kan worden uitgevoerd in perfusie, superfusie, of zelfs een gemengde modus. We hebben met succes gecultiveerd cellijnen en primaire cellen over periodes van enkele weken. Voor de rat primaire levercellen konden we zien een behoud van de organotypische functies voor meer dan 2 weken. Voor hepatocellulair carcinoma cellijnen konden we geven de inductie van lever specifieke genen niet of nauwelijks geformuleerd in norm monolaag cultuur. Het systeem kan ook nuttig zijn als een stamcel teeltsysteem sinds de eerste experimenten met differentiatie stamcellijnen waren veelbelovend.

Protocol

Dit document beschrijft het gebruik van een chip-gebaseerde platform (fig. 1) voor de drie-dimensionale teelt van cellijnen en primaire cellen. Aangezien veel cellen te uiten organotypische werkt alleen in een 3D-omgeving, hebben we een polymeer chip die een steiger waarop de cellen kunnen zich in alle ruimtelijke richtingen biedt, en dat kan worden gemonteerd in een bioreactor behuizing voor de controle van de vloeistofstroom , zuurstofspanning etc. Afhankelijk van de proefopzet, kan het oppervlak van het polymeer gemo…

Discussion

We hebben een chip-gebaseerde platform voor de drie-dimensionale kweken van cellen in actief doorbloed micro-bioreactoren. De chips kunnen worden vervaardigd uit niet-biologisch afbreekbare en biologisch afbreekbare polymeren door micro-spuitgieten, hot embossing en micro thermoforming technieken 3. Afhankelijk van het experimenteel ontwerp, kan het oppervlak van het polymeer gemodificeerd door UV-bestraling 4. Hepatocyt cellijnen en primaire rattenhepatocyten met succes kunnen worden geteeld in deze apparaten als kan …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We willen graag Mechthild Herschbach en Anke Dech bedanken voor de uitstekende technische ondersteuning.

Materials

Material Name Tipo Company Catalogue Number Comment
Cells Outro ATCC HB-8065  
Collagen I from rat tail Reagent Roche Diagnostics 11 179 179 001  
PARIS kit Reagent Ambion Inc. AM1921  
Syto16 Reagent Invitrogen S7578  
anti cytokeratin 18 Antibody Abcam plc ab668 Primary Ab, Mouse monoclonal, used 1/100 in PBS
Anti E-cadherin Antibody Abcam plc ab1416 Primary Ab, Mouse monoclonal, used 1/50 in PBS.
Goat anti-albumin Reagent Bethyl Laboratories E80-129 Primary Ab, goat anti-human Albumin, used 1/200 in PBS
Rabbit anti-mouse IgG1 Antibody Invitrogen A11059 Secondary Ab, Alexa Flour 488 conjugated, used 1/100 in PBS + 0.5 % BSA
Cy3 anti-goat IgG Reagent Jackson ImmunoResearch Lab 705-165-003 Cy3 AffiniPure donkey a-goat IgG Ab, used 1/700 in PBS + 0.5% BSA

Referências

  1. Berry, M. N., Friend, D. S. High-yield preparation of isolated rat liver parenchymal cells: A biochemical and fine structural study. J. Cell Biol. 53, 506-520 (1969).
  2. Seglen, P. O. Preparation of rat liver cells. 3. Enzymatic requirements for tissue dispersion. Exp. Cell Res. 82, 391-398 (1973).
  3. Giselbrecht, S., Gietzelt, T., Gottwald, E., Trautmann, C., Truckenmueller, R., Weibezahn, K. F., Welle, A. 3D tissue culture substrates produced by microthermoforming of pre-processed polymer films. Biomed. Microdev. 8, 191-199 (2006).
  4. Welle, A., Gottwald, E. UV-based patterning of polymeric substrates for cell culture applications. Biomed. Microdev. 4, 33-41 (2002).
  5. Gottwald, E., Giselbrecht, S., Augspurger, C., Lahni, B., Dambrowsky, N., Truckenmueller, R., Piotter, V., Gietzelt, T., Wendt, O., Pfleging, W., Welle, A., Rolletschek, A., Wobus, A. M., Weibezahn, K. -. F. A chip-based platform for the in vitro generation of tissues in three-dimensional organization. Lab Chip. 7, 777-785 (2007).
  6. Eschbach, E., Chatterjee, S. S., Noldner, M., Gottwald, E., Dertinger, H., Weibezahn, K. -. F., Knedlitschek, G., G, Microstructured scaffolds for liver tissue with high density: Morphological and biochemical characterization of tissue aggregates. J. Cell. Biochem. 95, 243-255 (2005).

Play Video

Citar este artigo
Gottwald, E., Lahni, B., Thiele, D., Giselbrecht, S., Welle, A., Weibezahn, K. Chip-based Three-dimensional Cell Culture in Perfused Micro-bioreactors. J. Vis. Exp. (15), e564, doi:10.3791/564 (2008).

View Video