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

Detta arbete stöddes av National Institute of Health bidrag # 1R01CA120825-01A1, Collaborative Biomedical Research (CBR) Program vid University of Massachusetts Amherst och Isenberg Stipendium för Bhushan J. Toley. Vi tackar det värdefulla bidraget från James Schafer, den videographer, berättare, och redaktör för den här videon.

1. Komponentframställning Replikation av mikroflödessystem funktioner i elastomera material baserades på metoden beskriven av Duffy et al. 1 <ol><li> Blanda elastomer (polydimetylsiloxan, PDMS) och härdare från silikonelastomeren Kit (Dow Corning, Midland, MI) i ett 9:1 viktförhållande och häll över befälhavaren att bilda en 4 mm tjockt skikt. Degas att avlägsna luftbubblor och härda blandningen vid 60 ° C under 5 timmar. Skala botade PDMS från formen för...

<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>

Kärlsystemet i tumörer är gles och dåligt utvecklade 7,8. Det finns regioner belägna långt (&gt; 100 nm) från blodkärlen som är otillgängliga för näringsämnen och läkemedel levereras dock kärlsystemet 9. Den resulterande heterogena mikroomgivning bidrar till den begränsade effekten av många kemoterapeutiska 10. Den mikrofluidikanordning utvecklats här återskapar en heterogen tumör mikromiljö kännetecknad av prolifererande, vilande och apoptotiska eller nekrotiska ce...

<table border="1"><tbody><tr><th> Namn på reagens </th><th> Företag </th><th> Katalognummer </th><th> Kommentarer </th></tr><tr><td> Silikonelastomer kit </td><td> Ellsworth Adhesives </td><td> 184 Sil Elast Kit </td><td></td></tr><tr><td> Miltex biopsistans </td><td> MedexSupply </td><td> MTX-33-31AA </td><td> 1,5 mm </td></tr><tr><td> PTFE-slang </td><td> Cole Parmer </td><td> EW-06.417-31 </td><td> 0,032 &quot;ID </td></tr><tr><td> Luer-låsanslutning </td><td> Qosina </td><td> 65.111 </td><td></td></tr><tr><td> Hullingförsedda hon luer lås koppling </td><td> Qosina </td><td> 11.556 </td><td></td></tr><tr><td> Avstängningsventil </td><td> IDEX Hälsa och vetenskap </td><td> P-721 </td><td></td></tr><tr><td> Y-koppling </td><td> IDEX Hälsa och vetenskap </td><td> P-513 </td><td></td></tr><tr><td> 20G 1,5 &quot;nålar </td><td> BD Bioscience </td><td> 305.176 </td><td></td></tr><tr><td> Trypsin-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 Fluorescein </td><td> BioVision </td><td> K183-25 </td><td></td></tr><tr><td> CaspGLOW Röd </td><td> BioVision </td><td> K193-25 </td><td></td></tr><tr><td> Doxorubicinhydroklorid </td><td> Sigma </td><td> 44.583 </td><td></td></tr><tr><td> LS174T </td><td> ATCC </td><td> CCL-188 </td><td> Human kolonkarcinom cellinje </td></tr><tr><td> T47D </td><td> ATCC </td><td> HTB-133 </td><td> Humant duktal cancer cellinje </td></tr><tr><td> MDA-MB-231 </td><td> ATCC </td><td> HTB-26 </td><td> Human bröstadenokarcinom cellinje </td></tr></tbody></table>

microfluidic device for recreating a tumor microenvironment in vitro

Vi har utvecklat en mikroflödessystem enhet som efterliknar leverans och systemisk clearance av läkemedel till heterogena tredimensionella tumörvävnader in vitro. Näringsämnen levereras av kärl inte når alla delar av tumörer, vilket ger upphov till heterogena mikromiljöer som består av livskraftiga, vilande och nekrotiska celltyper. Många cancerläkemedel misslyckas att effektivt penetrera och behandla alla typer av celler på grund av denna heterogenitet. Monoskikt av cancerceller inte härma inte denna heterogenitet, vilket gör det svårt att testa cancerläkemedel med en lämplig in vitro-modell. Vår mikrofluidikanordningar tillverkades av PDMS med mjuk litografi. Flercelliga tumör sfäroider, som bildas av hängande droppe metoden, infördes och begränsad till rektangulära kammare på enheten och underhållas med kontinuerlig medieperfusionshastighet på ena sidan. Den rektangulära formen av kamrar på enheten skapade linjära gradienter inom vävnaden. Fluorescerande fläckar användes för att kvantifiera ee variabilitet i apoptos inom vävnaden. Tumörer på enheten behandlades med den fluorescerande kemoterapeutiska läkemedlet doxorubicin, tidsförlopp mikroskopi användes för att övervaka dess diffusion in vävnad, och den effektiva diffusionskoefficienten uppskattades. Den hängande droppe Metoden innebar snabb bildning av enhetliga sfäroider från flera cancercellinjer. Enheten aktiveras tillväxten av sfäroider upp till 3 dagar. Celler i närheten av strömmande medium var minimalt apoptotisk och de långt från kanalen var mer apoptotiska därmed exakt härma regioner i tumörer intill blodkärl. Det uppskattade värdet av doxorubicin diffusionskoefficienten överens med en tidigare redovisade värdet i human bröstcancer. Eftersom inträngning och upptagning av läkemedel i solida tumörer påverkar deras effektivitet, anser vi att denna enhet är ett viktigt verktyg för att förstå beteendet av droger, och utveckla nya cancerfall läkemedel.

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro at JoVE.com

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

Vi presenterar förfarandet för tillverkning och drift av en mikroflödessystem enhet som återskapar heterogena tumör mikromiljöer<em&gt; In vitro</em&gt;. Variabiliteten i apoptos inom tumörvävnaden kvantifierades med användning av fluorescerande fläckar och den effektiva diffusionskoefficienten för det kemoterapeutiska läkemedlet doxorubicin i tumörvävnaden utvärderades.

Mikroflödessystem enhet för att återskapa en tumör mikromiljö<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

En mikroflödessystem enheten för att studera flera olika stammar

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

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

Systematisk analys av<em&gt; In Vitro</em&gt; Cell Rolling Med hjälp av en platta med flera brunnar mikroflödessystem

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

Tissue Engineering av tumör Stromal mikromiljö med Ansökan till 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

Protokoll för Biofilm Streamer Bildning i ett mikroflödessystem enhet med Micro-stolparna

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

Användning av en hög kapacitet<em&gt; In Vitro</em&gt; Mikrofluidumanordning System för att utveckla muntliga Biofilmer Multi-arter

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

Analysera Blandning homogen i en mikroflödessystem enhet med Micro Schlieren Teknik

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

Ögonirritationstest (EIT) för Hazard Identifiering av Eye irriterande kemikalier med hjälp av rekonstruerad Human Cornea liknande Epithelial (RHCE) Tissue Modell

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

Helautomatiska centrifugala mikroflödessystem enhet för Ultraproteindetektion från helblod

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-kultur av levnads- Microbiome med Microengineered Human Intestinal Villi i en Gut-on-a-chip mikroflödessystem enhet

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

Torr Film fotoresist-baserade elektrokemiska mikroflödessystem Biosensor plattform: Enhet Fabrication, On-chip Assay förberedelse och systemdrift

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