Preparación de la cola intacta discos intervertebrales bovina para la Cultura de Órganos
Summary
Este protocolo ilustra una técnica de recolección de coccígea discos intervertebrales de la especie bovina para el cultivo de órganos para<em> In vitro</em> La cultura de órganos.
Abstract
El disco intervertebral (DIV) es la articulación de la columna vértebra a vértebra conexión. Su función es transmitir la carga de la columna y dar flexibilidad a la columna vertebral. Se compone de tres compartimentos: el núcleo pulposo interior (NP), que abarca el anillo fibroso (AF), y dos placas de extremo cartilaginoso conecta el PN y el FA en el cuerpo vertebral en ambos lados. El dolor discogénico, posiblemente causado por una enfermedad degenerativa del disco intervertebral (DDD) y hernias de disco ha sido identificado como un problema importante en nuestra sociedad moderna. Para estudiar los posibles mecanismos de la degeneración IVD, en los sistemas de cultivo in vitro con células de órganos disco en vivo son muy atractivas. El cultivo in vitro de la especie bovina intacta DIV coccígea ha avanzado a un sistema de modelo correspondiente, que permite el estudio de la mecano-biológicos aspectos en un ambiente bien controlado fisiológicos y mecánicos. DIV bovina cola se puede obtener con relativa facilidad en un mayor númerod son muy similares a los humanos DIV lumbar con respecto a la densidad celular, la población de células y las dimensiones. Sin embargo, las técnicas anteriores bovina caudal cosecha IVD retener platillos cartilaginosos y óseos platillos no después de 1-2 días de cultivo ya que las vías fueron bloqueadas, obviamente, la nutrición por la sangre coagulada. DIV son los principales órganos avascular, por lo tanto, los nutrientes a las células en el PN sólo dependen de la difusión a través de las papilas capilares del cuerpo vertebral adyacente. Presencia de restos de huesos y la sangre coagulada en la superficie de la placa terminal puede impedir la difusión de nutrientes en el centro del disco y la viabilidad celular compromiso. Nuestro grupo ha establecido un protocolo relativamente rápida de "crack", el DIV de la cola con un bajo riesgo de contaminación. Somos capaces de permeabilizar las superficies óseas recién cortada placa terminal mediante un sistema de chorro de lavado quirúrgico, que elimina los coágulos de sangre y restos de corte y de manera muy eficiente se vuelve a abrir la vía de difusión de nutriciónen el centro de la DIV. La presencia de placas de crecimiento en ambos lados del hueso vertebral tiene que ser evitada y para ser removido antes de la cultura. En este vídeo, se exponen los pasos cruciales en la preparación y demostrar la clave para una cultura de órganos con éxito el mantenimiento de la viabilidad celular alta durante 14 días en cultivo sin inflamación. El tiempo de cultivo podría extenderse al entorno mecánico adecuado se puede mantener mediante el uso de biorreactores de carga mecánica. La técnica ha demostrado aquí se puede extender a otras especies animales, como porcinos, ovinos y aislamiento leporino IVD caudal y lumbar.
Protocol
Discussion
El primer paso para el cultivo de órganos con éxito es asegurarse de que el explante no debe estar contaminada. La cola debe ser de piel antes de comenzar con el procedimiento. Cualquier pelo llevados a un laboratorio estéril podría ser problemático en términos de contaminación. La cola de la especie bovina idealmente deben estar tan frescos como sea posible (esto afecta a la viabilidad inicial de la célula). Además, el paso de lavado betadine se recomienda para reducir el riesgo de contaminación. En lugar de …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este proyecto fue financiado por la Swiss National Science Foundation (SNF # 310030-127586/1).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Fresh bovine intervertebral disc tissue from bovine tails, from local slaughter house (ideally within hours post-mortem and without skin). | |||
| Pulsavac Plus AC System | Zimmer inc., Switzerland | 00-5150-486-01 | Best performance with the hip-spray head and with AC power supply (the one with the 8 AA battery pack does also work but is less convenient) |
| High Capacity Fan Spray w/Splash Shield, 12.7cm length | Zimmer inc., Switzerland | 00-5150-175-00 | There are several spray heads available, we tested this one successfully |
| Scalpel blades #22 and #10 | Swann-Morton, England | #10: 0201 #22: 0208 |
|
| Scalpel blade holder # 3 and #4 | Hausmann, Germany | #3: 06.103.00 #4: 06.104.00 |
|
| Lutz industrial blade | Lutz, Germany | 1022.0884 | |
| Phosphate buffered Saline (PBS) | Invitrogen, Switzerland | 10010-023 | |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) | Gibco, Switzerland | 11960-044 | |
| Lactated Ringer’s solution (without glucose) | Bichsel, Switzerland | 133 0002 | |
| 6-well multi-well plate | TPP, Switzerland | 92006 | |
| Betadine solution | Mundipharma, Switzerland | 10055025 | |
| Surgical skin marker | Porex Surgical, Switzerland | 9560 | |
| Large cutting board | Any brand is possible | ||
References
- Lee, C. R., Iatridis, J. C., Poveda, L., Alini, M. In vitro organ culture of the bovine intervertebral disc: effects of vertebral endplate and potential for mechanobiology studies. Spine (Phila Pa 1976). 31, 515-522 (1976).
- Chan, S. C. W., Gantenbein-Ritter, B., Leung, V. Y., Chan, D. Cryopreserved intervertebral disc with injected bone marrow-derived stromal cells: a feasibility study using organ culture. Spine. J. 10 (6), 486-496 (2010).
- Chan, S. C., Ferguson, S. J., Wuertz, K., Gantenbein-Ritter, B. Biological Response of the Intervertebral Disc to Repetitive Short Term Cyclic Torsion. Spine (Phila Pa 1976). , (2011).
- Gantenbein-Ritter, B., Sprecher, C. M., Chan, S., Illien-Jünger, S., Grad, S. Confocal imaging protocols for live/dead staining in three-dimensional carriers. Methods Mol. Biol. 740, 127-140 (2011).
- Gantenbein-Ritter, B., Potier, E., Zeiter, S., van der Werf, M. Accuracy of three techniques to determine cell viability in 3D tissues or scaffolds. Tissue Engineering Part C Methods. 14, 353-358 (2008).
- Rasband, W. S. . ImageJ. , (1997).
- Haschtmann, D., Stoyanov, J. V., Ettinger, L., Nolte, L. P., Ferguson, S. J. Establishment of a novel intervertebral disc/endplate culture model: analysis of an ex vivo in vitro whole-organ rabbit culture system. Spine. 31, 2918-2925 (2006).
- Gantenbein, B., Grünhagen, T., Lee, C. R., van Donkelaar, C. C. An in vitro organ culturing system for intervertebral disc explants with vertebral endplates: a feasibility study with ovine caudal discs. Spine. 31, 2665-2673 (2006).
- Korecki, C. L., Kuo, C. K., Tuan, R. S., Iatridis, J. C. Intervertebral disc cell response to dynamic compression is age and frequency dependent. J. Orthop. Res. 27, 800-806 (2009).
- Korecki, C. L., MacLean, J. J., Iatridis, J. C. Dynamic compression effects on intervertebral disc mechanics and biology. Spine (Phila Pa 1976). 33, 1403-1409 (1976).
- Jim, B., Steffen, T., Moir, J., Roughley, P., Haglund, L. Development of an intact intervertebral disc organ culture system in which degeneration can be induced as a prelude to studying repair potential. European Spine Journal. , 1-11 (2011).
