High-throughput contractiele metingen van hydrogel-ingebedde intacte muisspiervezels met behulp van een op optica gebaseerd systeem

In vitro celkweek is een krachtig hulpmiddel om cellulaire processen te beoordelen en therapeutische strategieën te testen. Voor skeletspieren omvatten de meest voorkomende benaderingen het differentiëren van myogene voorlopercellen in onrijpe myotubes of de korte termijn ex vivo cultuur van geïsoleerde individuele spiervezels. Een belangrijk voordeel van ex vivo cultuur ten opzichte van in vitro is het behoud van de complexe cellulaire architectuur en contractiele kenmerken. Hier beschrijven we een experimenteel protocol voor de isolatie van intacte flexor digitorum brevis spiervezels van muizen en hun daaropvolgende ex vivo cultuur. In dit protocol zijn spiervezels ingebed in een op fibrine gebaseerde en keldermembraanmatrixhydrogel om de vezels te immobiliseren en hun contractiele functie te behouden. Vervolgens beschrijven we methoden om de contractiele functie van de spiervezel te beoordelen met behulp van een op optica gebaseerd, contractiliteitssysteem met hoge doorvoer. De ingebedde spiervezels worden elektrisch gestimuleerd om contracties te induceren, waarna hun functionele eigenschappen, zoals sarcomeerverkorting en contractiele snelheid, worden beoordeeld met behulp van op optica gebaseerde kwantificering. Het koppelen van spiervezelcultuur aan dit systeem maakt high-throughput testen van de effecten van farmacologische middelen op de contractiele functie en ex vivo studies van genetische spieraandoeningen mogelijk. Ten slotte kan dit protocol ook worden aangepast om dynamische cellulaire processen in spiervezels te bestuderen met behulp van live-cell microscopie.