Summary

Basato su chip tridimensionale coltura cellulare in perfuso Micro-bioreattori

Published: May 21, 2008
doi:

Summary

Descriviamo un chip basato su piattaforma per il tridimensionale coltura di cellule in micro-bioreattori. Un chip in grado di ospitare fino a 10 milioni. cellule che possono essere coltivate in condizioni ben definite in relazione al flusso del fluido, tensione ecc ossigeno in una sterile, la circolazione ad anello chiuso.

Abstract

Abbiamo sviluppato un chip basato su sistema di coltura cellulare per la tridimensionalità coltivazione delle cellule. Il chip è tipicamente realizzati in polimeri non biodegradabili, per esempio, policarbonato o polimetilmetacrilato per stampaggio ad iniezione micro, micro caldo o goffratura micro termoformatura. Ma, può anche essere realizzati in polimeri biodegradabili. Le sue dimensioni sono 0,7 1 x 20 x 20 x 0,7 1 mm (AxPxL). Le principali caratteristiche del chip utilizzati sono sia una griglia di un massimo di 1156 mc micro-contenitori (cf-chip) ciascuno delle dimensioni di 120-300 x 300 x 300 μ (AxPxL) o recessi rotonda con diametro di 300 μ e una profondità di 300 μ (r-chip). L'impalcatura può ospitare 10 milioni. cellule in una configurazione tridimensionale. Per un ottimale dei nutrienti e gas, il chip è inserito in un alloggiamento bioreattore. Il bioreattore è parte di un circuito chiuso sterile circolazione che, nella configurazione più semplice, è additionaly composto da una pompa a rulli ed un serbatoio con una media di fornitura di gas. Il bioreattore può essere eseguito in perfusione, superfusione, o anche una modalità di funzionamento misto. Abbiamo coltivato con successo linee cellulari e cellule primarie per periodi di diverse settimane. Per le cellule di fegato di ratto primarie si potrebbe mostrare una conservazione delle funzioni del organotipica per più di 2 settimane. Per linee cellulari di carcinoma epatocellulare potremmo mostrare l'induzione di geni specifici del fegato o solo leggermente espresso in coltura monostrato standard. Il sistema potrebbe anche essere utile come sistema di cellule staminali dal esperimenti di coltivazione prima differenziazione di linee di cellule staminali sono promettenti.

Protocol

Questo articolo descrive l'utilizzo di un chip basato su piattaforma (fig. 1) per la tridimensionalità coltura di linee cellulari e cellule primarie. Dato che molte cellule fare esprimere le funzioni organotipica solo in un ambiente 3D, abbiamo sviluppato un chip polimero che fornisce una impalcatura a cui le cellule possono aderire in tutte le direzioni spaziali, e che può essere montato in un alloggiamento bioreattore per il controllo del flusso del fluido , la tensione di ossigeno ecc A seconda del disegno sper…

Discussion

Abbiamo sviluppato un chip basato su piattaforma per il tridimensionale coltura di cellule in bioreattori micro attivamente perfusi. I chip possono essere fabbricati da non biodegradabili e polimeri biodegradabili per stampaggio ad iniezione micro, goffratura a caldo ed micro tecniche di termoformatura 3. A seconda del disegno sperimentale, la superficie del polimero può essere modificato da irradiazione UV-4. Linee cellulari di epatociti così come epatociti primari di ratto può essere coltivata con successo in ques…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vorremmo ringraziare Mechthild Herschbach e Anke Dech per un'eccellente assistenza tecnica.

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