Stretching celle micropatterned su una membrana PDMS
Summary
Questo manoscritto presenta una tecnica per applicare o liberare forze su cellule o tessuti aderenti usando allungamento unidirezionale.
Abstract
Forze meccaniche esercitate sulle cellule e / o tessuti svolgono un ruolo importante in numerosi processi. Abbiamo sviluppato un dispositivo di allungare le cellule placcato su un polidimetilsilossano (PDMS) membrana, compatibile con le immagini. Questa tecnica è riproducibile e versatile. La membrana PDMS può essere micropatterned al fine di limitare cellule o tessuti di una geometria specifica. Il primo passo è stampare microdisegnature sulla membrana PDMS con una tecnica UV profondo. La membrana PDMS è poi montato su un telaio meccanico. Una camera è vincolata in cima alla membrana con grasso biocompatibile per consentire scivolare durante l'allungamento. Le cellule vengono seminate e ha permesso di diffondere per diverse ore sui microdisegnature. Il campione può essere allungato e non deformato più volte con l'uso di una vite micrometrica. Ci vuole meno di un minuto per applicare il tratto per tutta la sua estensione (circa il 30%). La tecnica qui presentata non include un dispositivo motorizzato, che è necessario per unapplying cicli tratto ripetuti rapidamente e / o computer controllato stretching, ma questo può essere attuato. Stretching di cellule o di tessuto può essere di interesse per le questioni relative alle forze cellulari, risposta cellulare allo stress meccanico o morfogenesi dei tessuti. Questa presentazione video mostra come evitare i problemi tipici che potrebbero sorgere quando si fa questo tipo di apparentemente semplice esperimento.
Introduction
Le cellule che compongono un tessuto in organismi superiori sono soggetti a tensioni meccaniche e forze traenti o provenienti dall'ambiente esterno o da cellule circostanti 1,2. Cellule devono adattarsi e resistere a queste forze al fine di mantenere l'integrità del tessuto. Tali forze sono importanti anche per i tessuti morfogenesi durante lo sviluppo 3,4. Applicando forze meccaniche su cellule coltivate è un modo di imitare ciò che potrebbe accadere in un tessuto, ma con un controllo quantitativo e indipendente di forma delle cellule e deformazione cella 5,6. Per questo, possono essere utilizzate diverse tecniche. Si può premere sulle cellule (cellula intera o parte di essa), ad esempio utilizzando AFM o derivati 7,8 o allungare il substrato le cellule crescono su.
Il metodo descritto in questo documento dimostra come allungare un substrato piano placcato con cellule. Questa tecnica è stato originariamente sviluppato per valutare il ruolo delle forze esercitate su mcellule di mammifero itotic 9. Le cellule mitotiche rimanere connessi al substrato attraverso le fibre di retrazione e stretching membrana esercitata una forza su quelle fibre, che a loro volta hanno provocato la rotazione del fuso mitotico. L'interesse di combinare microdisegnature adesivi e stretching è quello di raggiungere un controllo indipendente delle forze e forma delle singole celle. E 'per esempio possibile allungare una cella ovoidale in una forma rotonda perfettamente isotropa, mentre è applicata tratto monoassiale. Se le cellule non sono intrecciata su microdisegnature, stiramento uniassiale risultati in allungamento cellulare, con la maggior parte delle cellule avente un asse longitudinale allineato con l'asse tratto. È poi difficile separare l'effetto dell'allineamento asse lungo e l'effetto del tratto applicata alle cellule.
Il dispositivo è adatto per qualsiasi imaging cellulare dal vivo, tra cui la microscopia a fluorescenza lasso di tempo, e la droga può essere aggiunto durante l'esperimento. Il metodo UV micropatterning profondo 10è stato descritto in dettaglio nel Azioune et al. 11 patterning su PDMS è stata descritta in Azioune et al. 12 La presente allungamento protocollo è una versione video di Carpi et al. 13
Protocol
Representative Results
Discussion
Sebbene questa tecnica è stata utilizzata numerose volte e viene accuratamente testato, ci sono diversi passaggi critici che possono portare ad un esperimento fallito.
Circa il PDMS:
Per questo lavoro, GelPak, un foglio sottile PDMS disponibile in commercio, è stato utilizzato. In alternativa, i fogli di PDMS possono essere lanciate direttamente dalla miscela PDMS. Si consiglia di utilizzare GelPak perché è più riproducibile, ed è meno probabilità di rottura …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato fondato da Institut Curie, Parigi, Francia. La barella meccanico è stato progettato da Damien Cuvelier (Institut Curie) ed è prodotto da GREM (mecanique-grem.com). Il patterning su PDMS è stato sviluppato da Ammar Azioune (Bordeaux II University).
Materials
| GelPak | GelPak | PF-60-X4 | Different thickness/stickiness are available. One alternative could be to cast your PDMS yourself. |
| Silicon grease | GE Bayer Silicones | Baysilone-Paste | This one is biocompatible |
| Stretching device | GREM mécanique | Stretcher 2011 | |
| EDC (N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride) | Sigma | 3450 | Stable 6 months at -20 °C |
| NHS (N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt) | Sigma | 56485 | Protect from humidity |
| Pll-g-peg (PLL(20)-g[3.5]-PEG(2) 20 mg) | SurfaceSolutions (Zurich) | ||
| Synthetic Quartz photomask | Toppan | Take standard binary photomask in Quartz | |
| Fibronectin from bovine plasma | Sigma | F1141 |
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