In vitro-modell som integrerer substratstivhet og flyt for å studere endotelcelleresponser

Vi presenterer en innovativ in vitro-modell som tar sikte på å undersøke de kombinerte effektene av vevsstivhet og skjærspenning på endotelcelle (EC) funksjon, som er avgjørende for å forstå vaskulær helse og utbruddet av sykdommer som aterosklerose. Tradisjonelt har studier utforsket virkningene av skjærspenning og substratstivhet på EC, uavhengig. Dette integrerte systemet kombinerer imidlertid disse faktorene for å gi en mer presis simulering av det mekaniske miljøet i vaskulaturen. Målet er å undersøke EC-mekanotransduksjon på tvers av ulike vevsstivhetsnivåer og strømningsforhold ved bruk av humane EC-er. Vi beskriver protokollen for å syntetisere gelatinmetakrylat (GelMA) hydrogeler med justerbar stivhet og så dem med EC-er for å oppnå konfluens. I tillegg beskriver vi design og montering av et kostnadseffektivt strømningskammer, supplert med beregningssimuleringer av væskedynamikk, for å generere fysiologiske strømningsforhold preget av laminær strømning og passende skjærspenningsnivåer. Protokollen inkluderer også fluorescensmerking for konfokalmikroskopi, noe som muliggjør vurdering av EC-responser på både vevssamsvar og strømningsforhold. Ved å utsette dyrkede EC-er for flere integrerte mekaniske stimuli, muliggjør denne modellen omfattende undersøkelser av hvordan faktorer som hypertensjon og aldring kan påvirke EC-funksjon og EC-medierte vaskulære sykdommer. Innsikten fra disse undersøkelsene vil være medvirkende til å belyse mekanismene som ligger til grunn for vaskulære sykdommer og i å utvikle effektive behandlingsstrategier.