Name: microfluidic device for recreating a tumor microenvironment in vitro
Uploaded: 2011-11-20T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par l&#39;Institut national de la santé de subvention # 1R01CA120825-01A1, la recherche biomédicale en collaboration (PRC) de l&#39;Université du Massachusetts à Amherst, et la bourse Isenberg pour Bhushan J. Toley. Nous tenons à souligner la précieuse contribution de James Schafer, le vidéaste, le narrateur, et rédacteur en chef de cette vidéo.

1. Fabrication de périphériques La réplication des caractéristiques microfluidiques dans les matériaux élastomères est basée sur la méthode décrite par Duffy et al 1. <ol><li> Élastomère Mix (polydiméthylsiloxane; PDMS) et l&#39;agent de durcissement à partir du Kit élastomère de silicone (Dow Corning, Midland, MI) dans un rapport pondéral de 9:1 à verser sur le maître pour former une couche de 4 mm d&#39;épaisseur. Dégazer pour enlever les bulles d...

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	<li>Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Prototyping+of+Microfluidic+Systems+in+Poly(dimethylsiloxane).">Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane).</a> Anal. Chem. 70, 4974-4984 (1998).</li><li>Kelm, J. M., Timmins, N. E., Brown, C. J., Fussenegger, M., Nielsen, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+generation+of+homogeneous+multicellular+tumor+spheroids+applicable+to+a+wide+variety+of+cell+types.">Method for generation of homogeneous multicellular tumor spheroids applicable to a wide variety of cell types.</a> Biotechnol. Bioeng. 83, 173-180 (2003).</li><li>Timmins, N. E., Nielsen, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+multicellular+tumor+spheroids+by+the+hanging-drop+method.">Generation of multicellular tumor spheroids by the hanging-drop method.</a> Methods. Mol. Med. 140, 141-151 (2007).</li><li>Kasinskas, R. W., Forbes, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salmonella+typhimurium+specifically+chemotax+and+proliferate+in+heterogeneous+tumor+tissue+in+vitro.">Salmonella typhimurium specifically chemotax and proliferate in heterogeneous tumor tissue in vitro.</a> Biotechnol. Bioeng. 94, 710-721 (2006).</li><li>Walsh, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multipurpose+microfluidic+device+designed+to+mimic+microenvironment+gradients+and+develop+targeted+cancer+therapeutics.">A multipurpose microfluidic device designed to mimic microenvironment gradients and develop targeted cancer therapeutics.</a> Lab. Chip. 9, 545-554 (2009).</li><li>Lankelma, J., Fernandez Luque, R., Dekker, H., Schinkel, W., Pinedo, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mathematical+model+of+drug+transport+in+human+breast+cancer.">A mathematical model of drug transport in human breast cancer.</a> Microvasc. Res. 59, 149-161 (2000).</li><li>Less, J. R., Skalak, T. C., Sevick, E. M., Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microvascular+architecture+in+a+mammary+carcinoma:+branching+patterns+and+vessel+dimensions.">Microvascular architecture in a mammary carcinoma: branching patterns and vessel dimensions.</a> Cancer. Res. 51, 265-273 (1991).</li><li>Brown, J. M., Giaccia, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+unique+physiology+of+solid+tumors:+opportunities+(and+problems)+for+cancer+therapy.">The unique physiology of solid tumors: opportunities (and problems) for cancer therapy.</a> Cancer. Res. 58, 1408-1416 (1998).</li><li>Thomlinson, R. H., Gray, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+histological+structure+of+some+human+lung+cancers+and+the+possible+implications+for+radiotherapy.">The histological structure of some human lung cancers and the possible implications for radiotherapy.</a> Br. J. Cancer. 9, 539-549 (1955).</li><li>Minchinton, A. I., Tannock, I. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drug+penetration+in+solid+tumours.">Drug penetration in solid tumours.</a> Nat. Rev. Cancer. 6, 583-592 (2006).</li></ol>

La vascularisation des tumeurs sont rares et mal développés 7,8. Il ya des régions éloignées (&gt; 100 um) à partir des vaisseaux sanguins qui sont inaccessibles aux nutriments et les médicaments fournis si le 9 vasculaire. Le micro-environnement hétérogène résultant contribue à l&#39;efficacité limitée de plusieurs agents chimiothérapeutiques 10. Le dispositif microfluidique développée ici recrée un microenvironnement tumoral hétérogène, caractérisée par la prolif...

<table border="1"><tbody><tr><th> Nom du réactif </th><th> Entreprise </th><th> Numéro de catalogue </th><th> Commentaires </th></tr><tr><td> Kit d&#39;élastomère de silicone </td><td> Ellsworth Adhesives </td><td> 184 Sil Elast Kit </td><td></td></tr><tr><td> Miltex biopsie </td><td> MedexSupply </td><td> MTX-33-31AA </td><td> 1,5 mm </td></tr><tr><td> Tuyau PTFE </td><td> Cole Parmer </td><td> EW-06417-31 </td><td> 0.032 &quot;ID </td></tr><tr><td> Connecteur Luer mâle de verrouillage </td><td> Qosina </td><td> 65111 </td><td></td></tr><tr><td> Barbed connecteur luer lock femelle </td><td> Qosina </td><td> 11556 </td><td></td></tr><tr><td> Vanne d&#39;arrêt </td><td> Idex la santé et des sciences </td><td> P-721 </td><td></td></tr><tr><td> Y-connecteur </td><td> Idex la santé et des sciences </td><td> P-513 </td><td></td></tr><tr><td> 20G 1.5 &quot;aiguilles </td><td> BD Bioscience </td><td> 305176 </td><td></td></tr><tr><td> Trypsine-EDTA </td><td> Invitrogen </td><td> 25300-054 </td><td></td></tr><tr><td> HEPES </td><td> Sigma </td><td> H-4034 </td><td></td></tr><tr><td> CaspGLOW fluorescéine </td><td> Biovision </td><td> K183-25 </td><td></td></tr><tr><td> CaspGLOW Rouge </td><td> Biovision </td><td> K193-25 </td><td></td></tr><tr><td> Chlorhydrate de doxorubicine </td><td> Sigma </td><td> 44583 </td><td></td></tr><tr><td> LS174T </td><td> ATCC </td><td> CCL-188 </td><td> Lignée cellulaire humaine de carcinome du côlon </td></tr><tr><td> T47D </td><td> ATCC </td><td> HTB-133 </td><td> Ligne d&#39;Ductal cellulaire Carcinome </td></tr><tr><td> MDA-MB-231 </td><td> ATCC </td><td> HTB-26 </td><td> Human ligne cellulaire d&#39;adénocarcinome mammaire </td></tr></tbody></table>

microfluidic device for recreating a tumor microenvironment in vitro

Nous avons développé un dispositif microfluidique qui imite la livraison et la clairance systémique de médicaments hétérogènes tridimensionnels tissus tumoraux in vitro. Les éléments nutritifs fournis par le système vasculaire ne parviennent pas à atteindre toutes les parties de tumeurs, ce qui donne lieu à des micro-environnements hétérogènes constitués de types de cellules viables, de repos et nécrotiques. Médicaments contre le cancer ne parviennent pas à pénétrer efficacement et de traiter tous les types de cellules en raison de cette hétérogénéité. Des monocouches de cellules cancéreuses ne pas imiter cette hétérogénéité, il est difficile de tester des médicaments anticancéreux avec un modèle in vitro approprié. Nos dispositifs microfluidiques ont été fabriquées à partir de PDMS en utilisant la lithographie douce. Multicellulaires sphéroïdes tumoraux, formées par la méthode de la goutte suspendue, ont été insérés dans des chambres de contrainte et rectangulaires sur le dispositif de perfusion et maintenu à support continu sur un côté. La forme rectangulaire des chambres sur le dispositif créé dégradés linéaires dans les tissus. Colorants fluorescents ont été utilisés pour quantifier ela variabilité e dans l&#39;apoptose dans les tissus. Les tumeurs de l&#39;appareil ont été traités avec la doxorubicine fluorescente chimiothérapeutique drogue, time-lapse microscopie a été utilisé pour contrôler sa diffusion dans les tissus, et le coefficient de diffusion effectif a été estimé. La méthode de la goutte suspendue a permis la formation rapide de sphéroïdes uniformes de plusieurs lignées de cellules cancéreuses. Le terminal est activée croissance des sphéroïdes pour un maximum de 3 jours. Les cellules se trouvant à proximité de faire circuler l&#39;agent apoptotique sont très peu et loin de ceux de la chaîne sont plus apoptotique, ainsi fidèlement imitant les régions adjacentes dans les tumeurs des vaisseaux sanguins. La valeur estimée du coefficient de diffusion d&#39;accord avec la doxorubicine une valeur précédemment rapportés dans le cancer du sein humain. Parce que la pénétration et la rétention de médicaments dans les tumeurs solides affecte leur efficacité, nous pensons que ce dispositif est un outil important pour comprendre le comportement de la drogue, et qui développe des thérapies contre le cancer.

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Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

Nous présentons la procédure pour la fabrication et le fonctionnement d&#39;un dispositif microfluidique qui recrée hétérogènes micro-environnements tumoraux<em&gt; In vitro</em&gt;. La variabilité dans l&#39;apoptose au sein du tissu tumoral a été quantifiée en utilisant des colorants fluorescents et le coefficient de diffusion effectif de la doxorubicine médicament chimiothérapeutique dans le tissu tumoral a été évalué.

Dispositif microfluidique pour Recréer un microenvironnement des tumeurs<em&gt; In vitro</em

We have developed a microfluidic device that mimics the delivery and systemic clearance of drugs to heterogeneous three-dimensional tumor tissues in ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

A Microfluidic Device for Studying Multiple Distinct Strains

Un dispositif microfluidique pour l&#39;étude de plusieurs souches distinctes

The study of cell responses to environmental changes poses many experimental challenges: cells need to be imaged under changing conditions, often in a ...

Recherche

Bio-ingénierie

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

Analyse systématique des<em&gt; In Vitro</em&gt; Cellule de roulement en utilisant un système microfluidique plaque multi-puits

A major challenge for cell-based therapy is the inability to systemically target a large quantity of viable cells with high efficiency to tissues of ...

Tissue Engineering of Tumor Stromal Microenvironment with Application to Cancer Cell Invasion

Ingénierie tissulaire de la tumeur stromale Microenvironnement avec application de Cancer Cell Invasion

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and ...

Protocol for Biofilm Streamer Formation in a Microfluidic Device with Micro-pillars

Protocole pour la formation du biofilm Streamer dans un dispositif microfluidique avec micro-piliers

Several bacterial species possess the ability to attach to surfaces and colonize them in the form of thin films called biofilms. Biofilms that grow in ...

Use of a High-throughput In Vitro Microfluidic System to Develop Oral Multi-species Biofilms

Use of a High-throughput In Vitro Microfluidic System to Develop Oral Multi-species Biofilms

Utilisation d&#39;un haut-débit<em&gt; In Vitro</em&gt; Système microfluidique pour développer orales biofilms multi-espèces

There are few high-throughput in vitro systems which facilitate the development of multi-species biofilms that contain numerous species commonly detected ...

Analyzing Mixing Inhomogeneity in a Microfluidic Device by Microscale Schlieren Technique

Analyse Inhomogénéité mélange dans un dispositif microfluidique par Microscale Schlieren Technique

In this paper, we introduce the use of microscale schlieren technique to measure mixing inhomogeneity in a microfluidic device. The microscale schlieren ...

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

Irritation des yeux Test (IET) pour l&#39;identification des dangers des produits chimiques irritants oculaires utilisant épithélial (RHCE) Tissue modèle reconstruit humain Cornea-like

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

Fully Automated Centrifugal Microfluidic Device for Ultrasensitive Protein Detection from Whole Blood

Entièrement automatisé centrifuge microfluidique Dispositif pour Ultrasensitive Protein Détection de sang total

Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is a promising method to detect small amount of proteins in biological samples. The devices providing a platform ...

Co-culture of Living Microbiome with Microengineered Human Intestinal Villi in a Gut-on-a-Chip Microfluidic Device

Co-culture de la vie microbiome avec Microengineered Human Intestinal Villi dans un Gut-on-a-Chip microfluidique périphérique

Here, we describe a protocol to perform long-term co-culture of multi-species human gut microbiome with microengineered intestinal villi in a human ...

Dry Film Photoresist-based Electrochemical Microfluidic Biosensor Platform: Device Fabrication, On-chip Assay Preparation, and System Operation

Feuil sec axée sur la résine photosensible de biocapteurs microfluidiques électrochimiques plate-forme : Fabrication de dispositifs, préparation de dosage sur puce et fonctionnement du système

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An ...