Name: ex vivo mimicry of normal and abnormal human hematopoiesis
Uploaded: 2012-04-10T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis at JoVE.com

Dit werk werd gefinancierd door de Richard Thomas Leukemie Fonds, de Vrouwe Tata Memorial Trust, het Northwick Park Hospital Leukemie Research Trust Fund en het National Institute of Health Research (NIHR), Verenigd Koninkrijk.

1. Steiger Fabricage en Bio-functionalisering van steigers <ol><li> Om PU steigers (poriegrootte 100-250 mm, porositeit 90-95%) fabriceren in de vorm van petrischaal schijven, met de thermisch geinduceerde fasescheiding 13 werkwijze bereid door een polymeer oplossing (5 gew% in dioxaan), gevolgd door bevriezing en vervolgens solvent sublimatie (figuur 1a). </li><li> Snijd het schavot schijf in blokjes van 0,5 x 0,5 x 0,5 mm voorafgaand aan het coaten met ECM eiwitten (Figuur 1B).</s...

<ol>
	<li>Orkin, S., Zon, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hematopoiesis:+an+evolving+paradigm+for+stem+cell+biology.">Hematopoiesis: an evolving paradigm for stem cell biology.</a> Cell. 132, 631-644 (2008).</li><li>Spradling, A., Drummond-Barbosa, D., Kai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cells+find+their+niche.">Stem cells find their niche.</a> Nature. 414, 98-104 (2001).</li><li>Panoskaltsis, N., Mantalaris, A., Wu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+a+mimicry+of+bone+marrow+tissue+ex+vivo.">Engineering a mimicry of bone marrow tissue ex vivo.</a> J Biosci. Bioeng. 100, 28-35 (2005).</li><li>Lo Celso, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Live-animal+tracking+of+individual+haematopoietic+stem/progenitor+cells+in+their+niche.">Live-animal tracking of individual haematopoietic stem/progenitor cells in their niche.</a> Nature. 457, 92-96 (2009).</li><li>Mantalaris, A., Bourne, P., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+human+osteoclasts+in+a+three-dimensional+bone+marrow+culture+system.">Production of human osteoclasts in a three-dimensional bone marrow culture system.</a> Biochem. Eng. J. 20, 189-196 (2004).</li><li>Placzek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+bioprocessing:+fundamentals+and+principles.">Stem cell bioprocessing: fundamentals and principles.</a> J. R. Soc. Interface. 6, 209-232 (2009).</li><li>Dexter, T., Testa, N., Prescott, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods in Cell Biology. 14, 387-405 (1976).</li><li>Piacibello, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+growth+factor+requirement+of+primitive+cord+blood+hematopoietic+stem+cell+for+self-renewal+and+amplification+vs+proliferation+and+differentiation.">Differential growth factor requirement of primitive cord blood hematopoietic stem cell for self-renewal and amplification vs proliferation and differentiation.</a> Leukemia. 12, 718-727 (1998).</li><li>Yoshida, T., Takagi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+processing+engineering+for+ex+vivo+expansion+of+hematopoietic+cells:+a+review.">Cell processing engineering for ex vivo expansion of hematopoietic cells: a review.</a> Biochemical Engineering Journal. 20, 99-106 (2004).</li><li>Lim, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intelligent+bioprocessing+for+haemotopoietic+cell+cultures+using+monitoring+and+design+of+experiments.">Intelligent bioprocessing for haemotopoietic cell cultures using monitoring and design of experiments.</a> Biotechnol. Adv. 25, 353-368 (2007).</li><li>Mortera-Blanco, T., Mantalaris, A., Bismarck, A., Panoskaltsis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+a+three-dimensional+scaffold+for+ex+vivo+biomimicry+of+human+acute+myeloid+leukaemia.">The development of a three-dimensional scaffold for ex vivo biomimicry of human acute myeloid leukaemia.</a> Biomaterials. 31, 2243-2251 (2010).</li><li>Mortera-Blanco, T., Mantalaris, A., Bismarck, A., Aqel, N., Panoskaltsis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+cytokine-free+expansion+of+cord+blood+mononuclear+cells+in+three-dimensional+scaffolds.">Long-term cytokine-free expansion of cord blood mononuclear cells in three-dimensional scaffolds.</a> Biomaterials. 32, 9263-9270 (2011).</li><li>Safinia, L., Datan, N., Hohse, M., Mantalaris, A., Bismarck, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+a+methodology+for+the+effective+surface+modification+of+porous+polymer+scaffolds.">Towards a methodology for the effective surface modification of porous polymer scaffolds.</a> Biomaterials. 26, 7537-7547 (2005).</li></ol>

De ex vivo 3D-cultuur systeem hier gepresenteerde stelt ons in staat om een 3D-biomimicry van hematopoiese dat recapituleert de originele BM architectuur en cellulaire fenotype onafhankelijk van exogene cytokines. De 3D-model biedt de structuur en de micro waarmee normale en abnormale hematopoïetische cellen prolifereren omstandigheden vergelijkbaar met die aangetroffen in vivo. De selectie van het polymère steigermateriaal betekende een belangrijke stap in de biomimicry ...

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of the reagent</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue No</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dioxan</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>D20,186-3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14190-094</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IMDM</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>12440-053</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ficoll-Paque</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>17-1440-02</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P4333</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MTS</td>
			<td>Promega</td>
			<td>G3580</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutaraldehyde</td>
			<td>Fluka Biochemika</td>
			<td>49624</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wright-Giemsa</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>WG32</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10108-165</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD71</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>sc-32272</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A11001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD45-FITC</td>
			<td>BD Pharmigen</td>
			<td>74895</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD71-PE</td>
			<td>BD Pharmigen</td>
			<td>555537</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD235a-PE-Cy5</td>
			<td>BD Pharmigen</td>
			<td>555570</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium azide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S-8032</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ex vivo mimicry of normal and abnormal human hematopoiesis

Hematopoietische stamcellen dat er een unieke micro-omgeving om bloedcel vorming van een te ondersteunen; het beenmerg (BM) is een complexe driedimensionale (3D) weefsel waarin hematopoiese wordt geregeld met behulp van ruimtelijk georganiseerd cellulaire micro-omgevingen genoemd niches 2-4. De organisatie van de BM niches is van cruciaal belang voor de functie of disfunctie van normale of kwaadaardige BM 5. Daarom is een beter begrip van de in vivo micro-omgeving met behulp van een ex vivo mimicry zou ons helpen ophelderen van de moleculaire, cellulaire en microenvironmental determinanten van leukemogenese 6. Op dit moment zijn hematopoietische cellen gekweekt in vitro in twee-dimensionale (2D) weefselkweekflessen / well-platen 7 tot hetzij co-cultuur met allogene of xenogene stromale cellen of toevoeging van exogene cytokines 8. Deze voorwaarden zijn kunstmatige en verschillen van de in vivo </em&gt; micro omdat zij niet de 3D ​​cellulaire nissen wordt blootgesteld cellen abnormaal hoge concentraties cytokine die kan leiden tot verlies van differentiatie en pluripotentie 9,10. Hierin stellen we een nieuw 3D beenmerg teeltsysteem de simuleert in vivo 3D groeiomstandigheden en ondersteunt multilineaire hematopoiesis in afwezigheid van exogene groeifactoren. De sterk poreuze in dit systeem uit polyurethaan (PU) maakt een hoge dichtheid celgroei in een hoger specifiek oppervlak dan de conventionele monolaagkweek in 2D 11. De werk heeft aangetoond dat deze model de groei van menselijke navelstrengbloed (CB) mononucleaire cellen (MNC) 12 en primaire leukemische cellen in de afwezigheid van exogene cytokines ondersteund. Deze nieuwe 3D-mimicry biedt een levensvatbaar platform voor de ontwikkeling van een menselijk experimenteel model om hematopoiese te bestuderen en om nieuwe behandelingen voor leukemie te ontdekken.

Watch this Scientific Journal Video about Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis at JoVE.com

Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis

Een 3D cultuur voor hematopoiesis beschreven met menselijke navelstrengbloed en leukemische beenmergcellen. De methode is gebaseerd op het gebruik van een poreuze kunststof polyurethaan scaffold bekleed met extracellulaire matrix. Deze steiger is aanpasbaar aan een groot aantal cellen te passen.

Ex vivo Mimicry van normale en abnormale Human Haematopoiese

Hematopoietic stem cells require a unique microenvironment in order to sustain blood cell formation1; the bone marrow (BM) is a complex three-dimensional ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis

The Three-Dimensional Human Skin Reconstruct Model: a Tool to Study Normal  Skin and Melanoma Progression

De driedimensionale menselijke huid Reconstrueer model: een instrument om de normale huid en melanoomprogressie Study

Most in vitro studies in experimental skin biology have been done in 2-dimensional (2D) monocultures, while accumulating evidence suggests that cells ...

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Ontwerp van een Cyclic Pressure Bioreactor voor de Ex Vivo Studie van Aorta hartkleppen

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

Milieuvriendelijke gecontroleerde Microtensile Testen van mechanisch-adaptieve nanocomposieten voor<em&gt; Ex vivo</em&gt; Karakterisering

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, ...

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

Bepaling van de Transport Rate van xenobiotica en nanomaterialen via de placenta met de<em&gt; Ex vivo</em&gt; Human placentaperfusie Model

Decades ago the human placenta was thought to be an impenetrable barrier between mother and unborn child. However, the discovery of thalidomide-induced ...

Imaging Denatured Collagen Strands In vivo and Ex vivo via Photo-triggered Hybridization of Caged Collagen Mimetic Peptides

Imaging Denatured Collagen Strands In vivo and Ex vivo via Photo-triggered Hybridization of Caged Collagen Mimetic Peptides

Beeldvorming Gedenatureerd Collageen Strengen<em&gt; In vivo</em&gt; En<em&gt; Ex vivo</em&gt; Via-Foto getriggerd Hybridisatie van Caged Collageen Mimetic Peptiden

Collagen is a major structural component of the extracellular matrix that supports tissue formation and maintenance. Although collagen remodeling is an ...

A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

Een nieuw Ex Vivo -Model voor de evaluatie van de materiële prestaties Endoscopische Submucosal injectie

Increasing the performance of submucosal injection materials (SIMs) is important for endoscopic therapy of early gastrointestinal cancer. It is essential ...

Cerebral Blood Flow-Based Resting State Functional Connectivity of the Human Brain using Optical Diffuse Correlation Spectroscopy

Cerebral Blood Flow-Based Resting State Functionele connectiviteit van het menselijk brein met behulp van optical diffuse correlatie spectroscopie

To obtain a comprehensive understanding of the human brain, utilization of cerebral blood flow (CBF) as a source of contrast is desired because it is a ...

Simultaneous Brightfield, Fluorescence, and Optical Coherence Tomographic Imaging of Contracting Cardiac Trabeculae Ex Vivo

Simultaneous Brightfield, Fluorescence, and Optical Coherence Tomographic Imaging of Contracting Cardiac Trabeculae Ex Vivo

Gelijktijdige Brightfield, Fluorescentie en Optische Coherentie Tomografische Beeldvorming van Contracting Cardiac Trabeculae Ex Vivo

In cardiac muscle, intracellular Ca2+ transients activate contractile myofilaments, causing contraction, macroscopic shortening, and ...

All-optical Mechanobiology Interrogation of Yes-associated Protein in Human Cancer and Normal Cells using a Multi-functional System

Volledig optische mechanobiologie ondervraging van ja-geassocieerd eiwit in menselijke kanker en normale cellen met behulp van een multifunctioneel systeem

Long-term multi-functional imaging and analysis of live cells require streamlined, functional coordination of various hardware and software platforms. ...

Label-Free SERS Analysis: Au@Carbon Dot Nanoprobes for Molecular Fingerprinting

Label-Free Surface-Enhanced Raman Scattering Bioanalysis Based on Au@Carbon Dot Nanoprobes

Advancing SERS Technology: Au@Carbon Dot Nanoprobes for Label-Free Analysis and Imaging (Video) | JoVE

Labelvrije oppervlakte-verbeterde Raman Scattering Bioanalyse op basis van Au@Carbon Dot Nanoprobes

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) technology has attracted more and more attention in the biomedical field due to its ability to provide molecular ...