Простое создание васкуляризированной остеогенной ниши костного мозга с использованием предварительно изготовленных гидрогелей из полиэтиленгликоля (ПЭГ) в микропланшете для визуализации

Кость и костный мозг являются высоко васкуляризированными и структурно сложными органами и являются местами образования рака и метастазов. Крайне желательны модели in vitro , воспроизводящие специфические функции костей и костного мозга, включая васкуляризацию, которые совместимы с скринингом лекарств. Такие модели могут преодолеть разрыв между упрощенными, структурно нерелевантными двумерными (2D) моделями in vitro и более дорогими, этически сложными моделями in vivo . В этой статье описывается контролируемый трехмерный (3D) анализ совместной культуры на основе инженерных матриц из поли (этиленгликоля) (ПЭГ) для создания васкуляризированных остеогенных ниш костного мозга. Матричная конструкция PEG позволяет разрабатывать 3D-клеточные культуры с помощью простого этапа посева клеток, не требующего инкапсуляции, что позволяет разрабатывать сложные системы совместного культивирования. Кроме того, матрицы прозрачны и предварительно отлиты на 96-луночные пластины со стеклянным дном, что делает систему пригодной для микроскопии. Для анализа, описанного здесь, сначала культивируют мезенхимальные стромальные клетки, полученные из костного мозга человека (hBM-MSCs), до тех пор, пока не будет сформирована достаточно развитая сеть 3D-клеток. Впоследствии добавляются GFP-экспрессирующие эндотелиальные клетки пупочной вены человека (HUVEC). Развитие культуры сопровождается светлопольной и флуоресцентной микроскопией. Наличие сети hBM-MSC поддерживает образование сосудистых структур, которые в противном случае не сформировались бы и остаются стабильными в течение как минимум 7 дней. Степень образования сосудистой сети может быть легко определена количественно. Эта модель может быть настроена на остеогенную нишу костного мозга путем дополнения питательной среды костным морфогенетическим белком 2 (BMP-2), который способствует остеогенной дифференцировке hBM-МСК, оцениваемой по повышенной активности щелочной фосфатазы (ЩФ) на 4-й и 7-й день совместной культуры. Эта клеточная модель может быть использована в качестве платформы для культивирования различных раковых клеток и изучения того, как они взаимодействуют с сосудистыми нишами, специфичными для костей и костного мозга. Кроме того, он подходит для автоматизации и анализа с высоким содержанием, что означает, что он позволит проводить скрининг лекарств от рака в условиях культуры с высокой воспроизводимостью.