In-vitro-Modell, das die Steifigkeit und den Fluss des Substrats integriert, um die Reaktionen von Endothelzellen zu untersuchen

Wir stellen ein innovatives in vitro-Modell vor, das darauf abzielt, die kombinierten Auswirkungen von Gewebesteifigkeit und Scherspannung auf die Funktion von Endothelzellen (EC) zu untersuchen, die für das Verständnis der Gefäßgesundheit und des Auftretens von Krankheiten wie Atherosklerose entscheidend sind. Traditionell haben Studien die Auswirkungen von Scherspannung und Substratsteifigkeit auf ECs unabhängig voneinander untersucht. Dieses integrierte System kombiniert jedoch diese Faktoren, um eine genauere Simulation der mechanischen Umgebung des Gefäßsystems zu ermöglichen. Ziel ist es, die EC-Mechanotransduktion über verschiedene Gewebesteifigkeitsstufen und Strömungsbedingungen mit Hilfe von humanen ECs zu untersuchen. Wir beschreiben das Protokoll für die Synthese von Gelatinemethacrylat (GelMA)-Hydrogelen mit einstellbarer Steifigkeit und deren Aussaat mit ECs, um eine Konfluenz zu erreichen. Darüber hinaus beschreiben wir den Entwurf und die Montage einer kostengünstigen Strömungskammer, ergänzt durch numerische Strömungssimulationen, um physiologische Strömungsbedingungen zu erzeugen, die durch laminare Strömung und geeignete Scherspannungsniveaus gekennzeichnet sind. Das Protokoll enthält auch eine Fluoreszenzmarkierung für die konfokale Mikroskopie, die die Beurteilung der EC-Reaktionen sowohl auf die Gewebecompliance als auch auf die Flussbedingungen ermöglicht. Indem kultivierte ECs mehreren integrierten mechanischen Stimuli ausgesetzt werden, ermöglicht dieses Modell umfassende Untersuchungen, wie Faktoren wie Bluthochdruck und Alterung die EC-Funktion und EC-vermittelte Gefäßerkrankungen beeinflussen können. Die Erkenntnisse aus diesen Untersuchungen werden dazu beitragen, die Mechanismen, die Gefäßerkrankungen zugrunde liegen, aufzuklären und effektive Behandlungsstrategien zu entwickeln.