Modellazione delle celle utilizzando la strategia di Archimede magnetico

Riepilogo

Questo protocollo descrive un metodo di patterning cellulare ad alto rendimento senza inchiostro, senza marcatura, indipendente dal substrato e basato sull'effetto Archimede magnetico.

Abstract

Il pattern cellulare, che consente un controllo preciso del posizionamento cellulare, presenta un vantaggio unico nello studio del comportamento cellulare. In questo protocollo, viene introdotta una strategia di pattern cellulare basata sull'effetto Magnetic-Archimede (Mag-Arch). Questo approccio consente un controllo preciso della distribuzione cellulare senza l'uso di materiali di inchiostro o particelle di marcatura. Introducendo un reagente paramagnetico per migliorare la suscettibilità magnetica del terreno di coltura cellulare, le cellule vengono respinte dai magneti e si dispongono in uno schema complementare ai set di magneti posizionati sotto il substrato microfluidico.

In questo articolo vengono fornite procedure dettagliate per il pattern delle celle utilizzando la strategia basata su Mag-Arch. Vengono offerti metodi per la modellizzazione di tipi di cellule singole e di più tipi di cellule per esperimenti di co-coltura. Inoltre, vengono fornite istruzioni complete per la fabbricazione di dispositivi microfluidici contenenti canali per il patterning cellulare. Ottenere questa funzionalità utilizzando metodi paralleli è impegnativo, ma può essere fatto in modo semplificato ed economico. L'impiego del pattern cellulare basato su Mag-Arch fornisce ai ricercatori un potente strumento per la ricerca in vitro .

Introduzione

Il pattern cellulare si sta evolvendo in una tecnologia intuitiva e potente per gli studi in vitro ¹. Manipolando le posizioni delle cellule nelle piastre di coltura, fornisce soluzioni per una varietà di esperimenti, tra cui la migrazione cellulare², la co-coltura multicellulare biomimetica³, l'assemblaggio di organoidi⁴, gli studi sui biomateriali⁵ e altro ancora. Nella maggior parte delle situazioni, un metodo senza inchiostro e senza etichette è preferito per il patterning cellulare perché offre facilità d'uso e un'elevata vitalità cellu....

Protocollo

1. Assemblaggio dei set di magneti

1. Assemblare i set di magneti per i modelli a strisce.
   1. Scegliete magneti rettangolari piatti, come illustrato nella Figura 1A. Le dimensioni dei magneti rettangolari utilizzati per questa dimostrazione sono 1,5 mm × 10 mm × 35 mm (spessore × altezza × lunghezza) (vedi Tabella dei materiali). Lo spessore dei magneti determina gli spazi tra le strisce cellulari.
   2. Tagliare lastre di silicone di 2 mm di spessore (vedi Tabella dei materiali) in rettangoli di 2 mm × 8 mm × 30 mm. Assicurarsi che le ultime due dimensioni di queste piast....

Discussione

Il pattern cellulare basato su Mag-Arch fornisce una soluzione di facile utilizzo per la maggior parte dei laboratori biomedici. Questo metodo avanza parallelamente ai caratteri di senza inchiostro, senza etichetta, indipendente dal substrato e la capacità di patterning ad alta produttività ^8,13. Per la creazione di modelli di celle di tipo singolo, crea una serie di celle in un unico passaggio. La procedura termina semplicemente rinfrescando i terreni di coltu.......

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
A2780 ovarian cancer cells	Procell	CL-0013
Cell culture medium (DMEM, high glucose)	Gibco	11995040
Cover slides	Citotest Scientific	80340-3610	For fabricating microfluidics. Dimension: 24 mm × 50 mm
DiD	MedChemExpress (MCE)	HY-D1028	For labeling cells with red fluorescence (Ex: 640 nm)
DiI	MedChemExpress (MCE)	HY-D0083	For labeling cells with orange fluorescence (Ex: 550 nm)
Fetal Bovine Serum (FBS)	Biochannel	BC-SE-FBS07
Gadopentetate dimeglumine (Gd-DTPA)	Beijing Beilu Pharmaceutical	H10860002
Gelatin	Sigma Aldrich	V900863
Glass cell slides	Citotest Scientific	80346-2510	Diameter: 25 mm; thickness: 0.19-0.22 mm
Glass plates	PURESHI hardware store		For fabricating microfluidics. Dimension: 40 mm × 75 mm
Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs)	Servicebio	STCC12103G-1
Neodymium-iron-boron magnets (N52)	Lalaci
Non-toxic glass plate coating (Gel Slick Solution)	Lonza	1049286	For convenience of demolding when fabricating microfluidics
Phosphate Buffered Saline (PBS)	Servicebio	G4200
Plasma cleaner	SANHOPTT	PT-2S
Polydimethylsiloxane (PDMS) kit	DOWSIL	SYLGARD 184 Silicone Elastomer Kit	For fabricating microfluidics
Polytetrafluoroethylene (PFTE) mold	PURESHI hardware store		Customized online, for fabricating microfluidics
Silicon plate	PURESHI hardware store
Smooth Muscle Cells (SMC)	Procell	CL-0517
Ultrasonic cleaner	Sapeen	CSA-02