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

Este trabalho foi financiado pelo Instituto Nacional de Saúde concessão # 1R01CA120825-01A1, a Pesquisa Colaborativa Biomédica (CBR) Programa da Universidade de Massachusetts Amherst, e da Bolsa de Isenberg para Bhushan J. Toley. Agradecemos a valiosa contribuição de Tiago Schafer, o cinegrafista, narrador e editor deste vídeo.

1. Fabricação de dispositivos Replicação de características microfluídicos em materiais elastoméricos baseou-se no método descrito por Duffy et al. 1 <ol><li> Elastómero Mix (polidimetilsiloxano; PDMS) e agente de cura a partir do kit de elastómero de silicone (Dow Corning, Midland, MI) numa proporção em peso 9:1 e derramar sobre o mestre para formar uma camada de 4 mm de espessura. Degas para remover as bolhas de ar e cura a mistura a 60 ° C durante 5 hora...

<ol>
	<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>

A vasculatura em tumores é escassa e mal desenvolvidos 7,8. Existem regiões localizadas longe (&gt; 100 um) a partir de vasos sanguíneos que são inacessíveis aos nutrientes e medicamentos fornecidos embora o 9 vasculatura. O microambiente heterogénea resultante contribui para a eficácia limitada de muitos agentes quimioterapêuticos 10. O dispositivo micro desenvolvido aqui recria um microambiente do tumor heterogéneo caracterizado por proliferação, as células quiescentes e ap...

<table border="1"><tbody><tr><th> Nome do reagente </th><th> Companhia </th><th> Número de catálogo </th><th> Comentários </th></tr><tr><td> Kit de elastômero de silicone </td><td> Adhesives Ellsworth </td><td> 184 Sil Elast Kit </td><td></td></tr><tr><td> Miltex biópsia com punch </td><td> MedexSupply </td><td> MTX-33-31AA </td><td> 1,5 milímetros </td></tr><tr><td> Tubo de PTFE </td><td> Cole Parmer </td><td> EW-06417-31 </td><td> 0,032 ID &quot; </td></tr><tr><td> Luer lock macho conector </td><td> Qosina </td><td> 65111 </td><td></td></tr><tr><td> Conector fêmea luer bloqueio farpado </td><td> Qosina </td><td> 11556 </td><td></td></tr><tr><td> Válvula de bloqueio </td><td> Idex Saúde e Ciência </td><td> P-721 </td><td></td></tr><tr><td> Y-conector </td><td> Idex Saúde e Ciência </td><td> P-513 </td><td></td></tr><tr><td> 20G 1,5 &quot;agulhas </td><td> BD Bioscience </td><td> 305176 </td><td></td></tr><tr><td> Tripsina-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 Fluoresceína </td><td> Biovision </td><td> K183-25 </td><td></td></tr><tr><td> CaspGLOW Vermelho </td><td> Biovision </td><td> K193-25 </td><td></td></tr><tr><td> Cloridrato de doxorrubicina </td><td> Sigma </td><td> 44583 </td><td></td></tr><tr><td> LS174T </td><td> ATCC </td><td> CCL-188 </td><td> Cólon humano linha de células de carcinoma </td></tr><tr><td> T47D </td><td> ATCC </td><td> HTB-133 </td><td> Linha celular humana Carcinoma Ductal </td></tr><tr><td> MDA-MB-231 </td><td> ATCC </td><td> HTB-26 </td><td> Linha de células de adenocarcinoma mamário humano </td></tr></tbody></table>

microfluidic device for recreating a tumor microenvironment in vitro

Desenvolvemos um dispositivo de microfluidos, que imita a entrega e depuração sistémica da droga a heterogéneos tridimensionais tecidos tumorais in vitro. Nutrientes fornecidos pela vasculatura não cheguem a todas as partes de tumores, dando origem a microambientes heterogéneos constituídos por tipos de células viáveis, quiescentes e necróticas. Muitos medicamentos contra o câncer não conseguem penetrar eficazmente e tratar todos os tipos de células por causa dessa heterogeneidade. As monocamadas de células cancerosas não imitam esta heterogeneidade, tornando-o difícil de testar drogas de cancro com um modelo in vitro apropriado. Nossos dispositivos microfluídicos foram fabricados fora do PDMS utilizando litografia macia. Esferóides multicelulares de tumores, formadas pelo método de gota suspensa, foram inseridos e constrangidos em câmaras rectangulares sobre o dispositivo e mantida com perfusão contínua meio de um dos lados. A forma rectangular das câmaras do dispositivo criado gradientes lineares dentro do tecido. Manchas fluorescentes foram utilizados para quantificar thvariabilidade e na apoptose dentro do tecido. Tumores do dispositivo foram tratados com a droga quimioterapêutica fluorescente doxorrubicina, microscopia de lapso de tempo foi usado para controlar a sua difusão para o tecido, e o coeficiente de difusão eficaz foi estimada. O método de gota pendente permitiu rápida formação de esferóides uniformes de várias linhas de células cancerosas. O dispositivo activado crescimento de esferóides por até 3 dias. As células na proximidade do fluxo médio foram minimamente apoptótica e aqueles longe do canal foram mais apoptótica, o que precisamente imitando regiões em tumores adjacentes a vasos sanguíneos. O valor estimado do coeficiente de difusão doxorrubicina concordou com um valor previamente relatada em câncer de mama humano. Porque a penetração e retenção de drogas em tumores sólidos afecta a sua eficácia, acreditamos que este dispositivo é uma importante ferramenta na compreensão do comportamento de drogas, e desenvolvimento de terapias do cancro novos.

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Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

Nós apresentamos o procedimento para a fabricação e operação de um dispositivo micro que recria heterogêneos microambientes tumorais<em&gt; In vitro</em&gt;. A variabilidade na apoptose dentro do tecido do tumor foi quantificada usando manchas fluorescentes e do coeficiente de difusão eficaz da doxorrubicina droga quimioterapêutica para o tecido do tumor foi avaliada.

Dispositivo microfluídicos para Recriando um microambiente do tumor<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

Um dispositivo micro para o Estudo múltiplas linhagens distintas

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

Bioengenharia

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

Análise sistemática de<em&gt; In Vitro</em&gt; Célula de rolamento usando um sistema microfluídicos Multi-bem placa

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

Engenharia de Tecidos de tumor estromal Microenvironment com Aplicação a invasão Cancer Cell

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

Protocolo para a formação de biofilme Streamer em um dispositivo micro com micro-pilares

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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

A utilização de uma alta taxa de transferência<em&gt; In Vitro</em&gt; Microfluidic Sistema de Desenvolvimento Oral Biofilms Multi-espécies

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

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

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