Name: engineering skeletal muscle tissues from murine myoblast progenitor cells and application of electrical stimulation
Uploaded: 2013-03-19T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation at JoVE.com

Los autores desean agradecer a Yabin Wu para el cultivo de tejidos que se presentan en la Figura 2, la foto fue tomada por Bart van Overbeeke. El trabajo fue apoyado financieramente por SenterNovem, ISO 42022 donación.

1. Cultura de mioblastos murinos células progenitoras o células C2C12 <ol><li> Aislar las células de acuerdo con el protocolo publicado inicialmente por Shefer y colegas 10 y más tarde adaptado por Collins et al. 11 y Boonen et al. 12 y almacenarlas en nitrógeno líquido. Esto requiere ratones, por ejemplo C57Bl / 6. Los métodos alternativos se utilizan en otros laboratorios, por ejemplo, un método publicado en Journal of experimentos visualiz...

<ol>
	<li>Langelaan, M. L. P., Boonen, K. J. M., Polak, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meet+the+new+meat:+tissue+engineered+skeletal+muscle.">Meet the new meat: tissue engineered skeletal muscle.</a> Trends Food Sci. Tech. 21 (2), 59-66 (2010).</li><li>Shansky, J., Chromiak, J., Tatto, M., Vandenburgh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+method+for+tissue+engineering+skeletal+muscle+organoids+in+vitro.">A simplified method for tissue engineering skeletal muscle organoids in vitro.</a> In Vitro Cell Dev. Biol. Animal. 33 (9), 659-661 (1997).</li><li>Vandenburgh, H., Del Tatto, M., Shansky, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-engineered+skeletal+muscle+organoids+for+reversible+gene+therapy.">Tissue-engineered skeletal muscle organoids for reversible gene therapy.</a> Hum. Gene Ther. 7 (17), 2195-2200 (1996).</li><li>Yaffe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retention+of+differentiation+potentialities+during+prolonged+cultivation+of+myogenic+cells.">Retention of differentiation potentialities during prolonged cultivation of myogenic cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 61 (2), 477-483 (1968).</li><li>Rando, T. A., Blau, 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=Primary+mouse+myoblast+purification,+characterization,+and+transplantation+for+cell-mediated+gene+therapy.">Primary mouse myoblast purification, characterization, and transplantation for cell-mediated gene therapy.</a> J. Cell Biol. 125 (6), 1275-1287 (1994).</li><li>Koning, M., Werker, P. M. N., vander Schaft, D. W. J., Bank, R. A., Harmsen, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNA-1+and+MicroRNA-206+Improve+Differentiation+Potential+of+Human+Satellite+Cells:+A+Novel+Approach+for+Tissue+Engineering+of+Skeletal+Muscle.">MicroRNA-1 and MicroRNA-206 Improve Differentiation Potential of Human Satellite Cells: A Novel Approach for Tissue Engineering of Skeletal Muscle.</a> Tissue Eng. Part A. , (2011).</li><li>Darabi, R., Pan, W., Bosnakovski, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+myogenic+engraftment+from+mouse+iPS+cells.">Functional myogenic engraftment from mouse iPS cells.</a> Stem Cell Rev. 7 (4), 948-957 (2011).</li><li>Langelaan, M. L. P., Boonen, K. J. M., Rosaria-Chak, K. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+maturation+by+electrical+stimulation:+Differences+in+response+between+C2C12+and+primary+muscle+progenitor+cells.">Advanced maturation by electrical stimulation: Differences in response between C2C12 and primary muscle progenitor cells.</a> J. Tissue Eng. Regen. Med. 5 (7), 529-539 (2011).</li><li>van der Schaft, D., van Spreeuwel, A. C., van Assen, H. C., Baaijens, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanoregulation+of+vascularization+in+aligned+tissue+engineered+muscle;+a+role+for+VEGF.">Mechanoregulation of vascularization in aligned tissue engineered muscle; a role for VEGF.</a> Tissue Eng. Part A. , (2011).</li><li>Shefer, G., Wleklinski-Lee, M., Yablonka-Reuveni, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+satellite+cells+can+spontaneously+enter+an+alternative+mesenchymal+pathway.">Skeletal muscle satellite cells can spontaneously enter an alternative mesenchymal pathway.</a> J. Cell. Sci. 117 (Pt. 22), 5393-5404 (2004).</li><li>Collins, C. A., Olsen, I., Zammit, P. S., et al. <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+function,+self-renewal,+and+behavioral+heterogeneity+of+cells+from+the+adult+muscle+satellite+cell+niche.">Stem cell function, self-renewal, and behavioral heterogeneity of cells from the adult muscle satellite cell niche.</a> Cell. 122 (2), 289-301 (2005).</li><li>Boonen, K. J. M., Rosaria-Chak, K. Y., Baaijens, F. P. T., van der Schaft, D. W. J., Post, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essential+environmental+cues+from+the+satellite+cell+niche:+optimizing+proliferation+and+differentiation.">Essential environmental cues from the satellite cell niche: optimizing proliferation and differentiation.</a> Am. J. Physiol. Cell Physiol. 296 (6), C1338-C1345 (2009).</li><li>Li, Y., Pan, H., Huard, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolating+Stem+Cells+from+Soft+Musculoskeletal+Tissues.">Isolating Stem Cells from Soft Musculoskeletal Tissues.</a> J. Vis. Exp. (41), e2011 (2010).</li><li>Boonen, K. J. M., Langelaan, M. L. P., Polak, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+a+combined+mechanical+stimulation+protocol:+Value+for+skeletal+muscle+tissue+engineering.">Effects of a combined mechanical stimulation protocol: Value for skeletal muscle tissue engineering.</a> J. Biomech. 43 (8), 1514-1521 (2010).</li><li>Gawlitta, D., Boonen, K. J. M., Oomens, C. W. J., Baaijens, F. P. T., Bouten, C. V. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+serum-free+culture+conditions+on+skeletal+muscle+differentiation+in+a+tissue-engineered+model.">The influence of serum-free culture conditions on skeletal muscle differentiation in a tissue-engineered model.</a> Tissue Eng. Part A. 14 (1), 161-171 (2008).</li><li>Koning, M., van Luijn, M., van der Schaft, D. W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+skeletal+muscle+formation+and+engraftment+In+vivo+is+independent+of+preconditioning+In+vitro+with+HUVEC.">Human skeletal muscle formation and engraftment In vivo is independent of preconditioning In vitro with HUVEC.</a> , (2013).</li><li>Levenberg, S., Rouwkema, J., Macdonald, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+vascularized+skeletal+muscle+tissue.">Engineering vascularized skeletal muscle tissue.</a> Nat. Biotechnol. 23 (7), 879-884 (2005).</li><li>Koffler, J., Kaufman-Francis, K., Yulia, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+vascular+organization+enhances+functional+integration+of+engineered+skeletal+muscle+grafts.">Improved vascular organization enhances functional integration of engineered skeletal muscle grafts.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108 (36), 14789-14794 (2011).</li></ol>

La ingeniería de tejidos musculares tiene un gran potencial para el uso como un modelo de enfermedad, para la selección de fármacos, en medicina regenerativa y la producción de carne. Sin embargo, los requisitos para estas aplicaciones varían. Elegimos trabajar con una combinación de colágeno y Matrigel, colágeno porque permite la alineación celular y porque las células progenitoras de mioblastos requieren la presencia de proteínas de la membrana basal derivados como se determinó en estudios previos de 2D <s...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios (opcional) </td></tr><tr><td> Matrigel-factor de crecimiento reducido </td><td> Beckton y Dickinson </td><td></td><td></td></tr><tr><td> DMEM (glucosa alta) * </td><td> Gibco </td><td> 42430 </td><td></td></tr><tr><td> Advanced DMEM </td><td> Gibco </td><td> 12491 </td><td></td></tr><tr><td> El suero de caballo </td><td> Gibco </td><td> 65050-122 </td><td></td></tr><tr><td> El suero fetal bovino </td><td> Greiner </td><td> 758075 </td><td></td></tr><tr><td> 0,45 y 0,22 micras filtro de jeringa * </td><td> Whatmann (Schleicher y Scheull) </td><td> 10462100 </td><td></td></tr><tr><td> L-glutamina </td><td> Gibco </td><td> 25030024 </td><td></td></tr><tr&gt; <td> Penicilina / estreptomicina </td><td> Gibco </td><td> 10378016 </td><td></td></tr><tr><td> Anfotericina </td><td> Gibco </td><td> 15290-018 </td><td></td></tr><tr><td> Cultura plástico </td><td> Greiner </td><td></td><td> Incluye frascos de cultivo y pipetas </td></tr><tr><td> Polluelo extracto de embrión </td><td> Estados Unidos Biológica </td><td> C3999 </td><td></td></tr><tr><td> Pipeta Pasteur * </td><td> Hilgenberg </td><td></td><td> Pipetas Pasteur, con constricción, con algodón, L punta abierta: 230 mm de diámetro con punta de 0,9 - 1,1 mm </td></tr><tr><td> Pipeta Pasteur * </td><td> Hilgenberg </td><td></td><td> Pipetas Pasteur, con constricción, con algodón, L punta abierta: 230 mm de diámetro con punta de 1,4 - 1,6 mm </td></tr><tr><td> Pipeta Pasteur </td><td> VWR </td><td> 612-1702 </td><td></td></tr><tr><td> La colagenasa tipo I* </td><td> Sigma </td><td> C0130-16 </td><td></td></tr><tr><td> 40 micras filtro de células * </td><td> BD Falcon </td><td> 352340 </td><td></td></tr><tr><td> Aguja 19G </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Elastómero </td><td> Dow Corning Corporation </td><td> 3097358-1004 </td><td> Silastic MDX 4-4210 # </td></tr><tr><td> Agente de curado </td><td> Dow Corning Corporation </td><td></td><td> Silastic MDX 4-4210 # </td></tr><tr><td> Velcro </td><td> Tienda Regular </td><td></td><td> Usted puede comprar en una tienda normal, utilice únicamente el lado suave </td></tr><tr><td> El colágeno tipo I, cola de rata </td><td> BD Biosciences </td><td> 3544236 </td><td></td></tr><tr><td> C-Pace EP Pacer Cultura </td><td> Ionoptix </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 6-y las placas de cultivo para la estimulación eléctrica </td><td> Beckton Dickinson-Falcon </td><td> BD Falcon # 353846 </td><td></td></tr><tr><td> Dish C-electrodos cultura plato </td><td> Ionoptix </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> * Necesaria para el aislamiento de células (punto 1,1) # Juntos en un kit </td></tr></tbody></table>

engineering skeletal muscle tissues from murine myoblast progenitor cells and application of electrical stimulation

Engineered tejidos musculares se pueden utilizar para diferentes propósitos, que incluyen la producción de tejidos para su uso como un modelo de enfermedad in vitro, por ejemplo, para estudiar las úlceras por presión, para la medicina regenerativa y como una alternativa de la carne 1. Las primeras construcciones del músculo informaron 3D se han hecho desde hace muchos años y pioneros en el campo son Vandenburgh y sus colegas 2,3. Los avances en la ingeniería de los tejidos musculares no son sólo el resultado de la ganancia enorme en el conocimiento de los factores bioquímicos, células madre y células progenitoras, pero en especial basada en los conocimientos adquiridos por los investigadores que los factores físicos juegan un papel esencial en el control del comportamiento de las células y tejido de desarrollo. State-of-the-art músculo ingeniería construye actualmente consisten en construcciones de hidrogel de células pobladas. En nuestro laboratorio éstas generalmente constan de células mioblastos murinos progenitoras, aislado de músculos de las extremidades traseras murinos o una línea celular de mioblastos de ratón C2C12, millasjado con una mezcla de colágeno / Matrigel y se sembraron entre dos puntos de anclaje, imitando los ligamentos musculares. Otras células pueden ser considerados también, por ejemplo, líneas celulares alternativas tales como mioblastos de rata L6 4, 5 neonatales musculares derivadas de células progenitoras, células derivadas de tejidos musculares adultos de otras especies, tales como humano 6 o incluso células madre pluripotentes inducidas (células iPS) 7 . Contractilidad celular provoca la alineación de las células a lo largo del eje largo de la construcción de 8,9 y la diferenciación de las células progenitoras de músculo después de aproximadamente una semana de cultivo. Además, la aplicación de la estimulación eléctrica puede mejorar el proceso de diferenciación, hasta cierto punto 8. Debido a su tamaño limitado (8 x 2 x 0,5 mm) del tejido completa se pueden analizar utilizando microscopía confocal para controlar la viabilidad por ejemplo, la diferenciación celular y la alineación. Dependiendo de la aplicación específica de los requisitos para la ingetejido muscular rojo variarán, por ejemplo, uso para la medicina regenerativa requiere la ampliación de tamaño del tejido y la vascularización, mientras que para servir como una traducción alternativa de la carne de otras especies es necesario.

El producto final será constructos musculares, como se indica en la Figura 3. El tamaño del tejido será de aproximadamente 8 mm de largo, 2 mm de ancho y 0,5 mm de espesor. La estimulación eléctrica durante la diferenciación cambiará la expresión de las isoformas de cadena pesada de miosina, pero no mejoran en gran medida el proceso de diferenciación inducida por el medio de diferenciación 8, pero la estimulación eléctrica se puede aplicar también al final del proceso para comprobar la func...

Watch this Scientific Journal Video about Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation at JoVE.com

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

Tejido muscular Engineered tiene un gran potencial en medicina regenerativa, como modelo de la enfermedad y también como una fuente alternativa para la carne. Aquí se describe la ingeniería de una construcción de músculo, en este caso a partir de células progenitoras de mioblastos de ratón y la estimulación por impulsos eléctricos.

Los tejidos de ingeniería músculo esquelético de células mioblastos murinos progenitoras y aplicación de estimulación eléctrica

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabrication of Micro-tissues using Modules of Collagen Gel Containing Cells

Fabricación de micro-tejidos, utilizando los módulos de gel de colágeno las células que contienen

This protocol describes the fabrication of a type of micro-tissues called modules.  The module approach generates uniform, scalable and vascularized ...

Investigación

Bioingeniería

Engineering Fibrin-based Tissue Constructs from Myofibroblasts and Application of Constraints and Strain to Induce Cell and Collagen Reorganization

Ingeniería fibrina basado en construcciones de tejido de miofibroblastos y de aplicación de las restricciones y la tensión para inducir la organización de células y colágeno (Re)

Collagen content and organization in developing collagenous tissues can be influenced by local tissue strains and tissue constraint. Tissue engineers aim ...

Electrospun Fibrous Scaffolds of Poly(glycerol-dodecanedioate) for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun Fibrous Scaffolds of Polyglycerol-dodecanedioate for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun fibroso Andamios de poli (glicerol-dodecanodioato) de Ingeniería Neural Los tejidos de las células madre embrionarias de ratón

For tissue engineering applications, the preparation of biodegradable and biocompatible scaffolds is the most desirable but challenging task. &#160;Among ...

Measurement of Maximum Isometric Force Generated by Permeabilized Skeletal Muscle Fibers

Medición de la fuerza isométrica máxima generada por las fibras musculares esqueléticas permeabilizadas

Analysis of the contractile properties of chemically skinned, or permeabilized, skeletal muscle fibers offers a powerful means by which to assess muscle ...

Engineering Three-dimensional Epithelial Tissues Embedded within Extracellular Matrix

Ingeniería tridimensionales epiteliales tejidos embebidos dentro de la matriz extracelular

The architecture of branched organs such as the lungs, kidneys, and mammary glands arises through the developmental process of branching morphogenesis, ...

Cardiac Muscle-cell Based Actuator and Self-stabilizing Biorobot - PART 1

Actuador basado en células musculares cardíacas y biorobot autoestabilizante - PARTE 1

Biological machines often referred to as biorobots, are living cell- or tissue-based devices that are powered solely by the contractile activity of living ...

Cardiac Muscle Cell-based Actuator and Self-stabilizing Biorobot - Part 2

Actuador basado en las células musculares cardíacas y auto-estabilizante Biorobot - Parte 2

In recent years, hybrid devices that consist of a living cell or tissue component integrated with a synthetic mechanical backbone have been developed. ...

Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

Vascularizado de Bioprinting de microfluidos para la ingeniería de tejidos y organitas

Engineering vascularized tissue constructs and organoids has been historically challenging. Here we describe a novel method based on microfluidic ...

Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications

Dos métodos de descelularización de tejidos vegetales para aplicaciones de ingeniería de tejidos

The autologous, synthetic, and animal-derived grafts currently used as scaffolds for tissue replacement have limitations due to low availability, poor ...

Simultaneous Electrical and Mechanical Stimulation to Enhance Cells' Cardiomyogenic Potential

Simultánea estimulación eléctrica y mecánica para mejorar el potencial de las células cardiomiogenético

Cardiovascular diseases are the leading cause of death in developed countries. Consequently, the demand for effective cardiac cell therapies has motivated ...