Name: stretching micropatterned cells on a pdms membrane
Uploaded: 2014-01-22T13:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane at JoVE.com

Ce travail a été fondée par l&#39;Institut Curie, Paris, France. La civière mécanique a été conçu par Damien Cuvelier (Institut Curie) et est fabriqué par GREM (mecanique-grem.com). La structuration de PDMS a été développé par Ammar Azioune (Université Bordeaux II).

Une. Passivation de l&#39;PDMS <ol><li> Coupez un morceau de PDMS environ 35 mm x 20 mm à partir d&#39;une feuille pré fait (par exemple, GelPak, comme répertoriés dans le tableau des matériaux). </li><li> Retirer le dessus et les couches de protection du bas du plastique (si nécessaire) et utiliser des pinces pour placer les PDMS dans un plastique (pas de culture cellulaire traité) boîte de Pétri. </li><li> Laver les PDMS à l&#39;éthanol 70% pendant 5 min sur un rotateur à 30 oscillations / min. </li><li>...

<ol>
	<li>Vogel, V., Sheetz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+force+and+geometry+sensing+regulate+cell+functions.">Local force and geometry sensing regulate cell functions.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 7, 265-275 (2006).</li><li>Terenna, C. R., 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=Physical+mechanisms+redirecting+cell+polarity+and+cell+shape+in+fission+yeast.">Physical mechanisms redirecting cell polarity and cell shape in fission yeast.</a> Curr. Biol. 18 (22), 1748-1753 (2008).</li><li>Guillot, C., Lecuit, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+epithelial+tissue+homeostasis+and+morphogenesis.">Mechanics of epithelial tissue homeostasis and morphogenesis.</a> Science. 340 (6137), 1185-1189 (2013).</li><li>Bosveld, F., 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=Mechanical+control+of+morphogenesis+by+Fat/Dachsous/Four-jointed+planar+cell+polarity+pathway.">Mechanical control of morphogenesis by Fat/Dachsous/Four-jointed planar cell polarity pathway.</a> Science. 336 (6082), 724-727 (2012).</li><li>Farhadifar, R., Roper, J. C., Aigouy, B., Eaton, S., Julicher, F. <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+cell+mechanics,+cell-cell+interactions,+and+proliferation+on+epithelial+packing.">The influence of cell mechanics, cell-cell interactions, and proliferation on epithelial packing.</a> Curr. Biol. 17, 2095-2104 (2007).</li><li>Rauzi, M., Verant, P., Lecuit, T., Lenne, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nature+and+anisotropy+of+cortical+forces+orienting+Drosophila+tissue+morphogenesis.">Nature and anisotropy of cortical forces orienting Drosophila tissue morphogenesis.</a> Nat. Cell Biol. 10, 1401-1410 (2008).</li><li>Mitrossilis, 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=Real-time+single-cell+response+to+stiffness.">Real-time single-cell response to stiffness.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (38), 16518-16523 (2010).</li><li>Irimia, D., Charras, G., Agrawal, N., Mitchison, T., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polar+stimulation+and+constrained+cell+migration+in+microfluidic+channels.">Polar stimulation and constrained cell migration in microfluidic channels.</a> Lab Chip. 12, 1783-1790 (2007).</li><li>Fink, 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=External+forces+control+mitotic+spindle+positioning.">External forces control mitotic spindle positioning.</a> Nat. Cell. Biol. 13 (7), 771-778 (2011).</li><li>Azioune, A., Storch, M., Bornens, M., Th&#233;ry, M., Piel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+and+rapid+process+for+single+cell+micro-patterning.">Simple and rapid process for single cell micro-patterning.</a> Lab Chip. 9 (11), 1640-1642 (2009).</li><li>Azioune, A., Carpi, N., Tseng, Q., Th&#233;ry, M., Piel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+micropatterns:+A+direct+printing+protocol+using+deep+Uvs.">Protein micropatterns: A direct printing protocol using deep Uvs.</a> Methods Cell Biol. 97, 133-146 (2010).</li><li>Azioune, A., 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=Robust+method+for+high-throughput+surface+patterning+of+deformable+substrates.">Robust method for high-throughput surface patterning of deformable substrates.</a> Langmuir. 27 (12), 7349-7352 (2011).</li><li>Carpi, N., Piel, M., Azioun, A., Cuvelier, D., Fink, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterning+on+silicon+elastomer+(PDMS)+with+deep+UVs.">Micropatterning on silicon elastomer (PDMS) with deep UVs.</a> Protoc. Exch. , (2011).</li><li>Sinha, 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=Cells+respond+to+mechanical+stress+by+rapid+disassembly+of+caveolae.">Cells respond to mechanical stress by rapid disassembly of caveolae.</a> Cell. 144 (3), 402-413 (2011).</li></ol>

Bien que cette technique a été utilisée à de nombreuses reprises et est testé en profondeur, il ya plusieurs étapes critiques qui peuvent conduire à une expérience ratée. A propos des PDMS: Pour ce travail, GelPak, une feuille de PDMS mince disponible dans le commerce, a été utilisé. Sinon feuilles PDMS peuvent être lancés directement à partir de PDMS mélange. Nous vous recommandons d&#39;utiliser GelPak parce qu&#39;il est plus reproductible, et est...

Les cellules composant un tissu chez les organismes supérieurs sont soumis à des tensions mécaniques et les forces d&#39;étirage provenant soit du milieu extérieur ou à partir de cellules environnantes 1,2. Les cellules doivent s&#39;adapter et à résister à ces forces afin de maintenir l&#39;intégrité des tissus. Ces forces sont également importantes pour la morphogenèse des tissus au cours du développement de 3,4. L&#39;application de forces mécaniques sur des cellules en culture est une façon d&#39;imiter ce qui pourrait arriver dans un tissu, mais avec un contrôle quantitatif et indépendante de la forme des cellules et la déformation de la cellule 5,6. Pour cela, plusieurs techniques peuvent être utilisées. On peut appuyer sur les cellules (la cellule entière ou une partie de celui-ci), par exemple en utilisant l&#39;AFM ou dérivés 7,8 ou étirer le substrat, les cellules sont de plus en plus sur. La méthode décrite dans cet article montre comment étirer un substrat plan avec des cellules plaquées. Cette technique a d&#39;abord été mis au point pour évaluer le rôle des forces exercées sur mles cellules de mammifères itotic 9. Les cellules mitotiques rester connecté au substrat par des fibres de rétraction et d&#39;étirement de la membrane une force exercée sur ces fibres, ce qui a provoqué la rotation du fuseau mitotique. L&#39;intérêt de combiner micropatterns adhésives et d&#39;étirement est de parvenir à un contrôle indépendant des forces et de la forme des cellules individuelles. Il est par exemple possible d&#39;étirer une cellule ovoïde dans une forme ronde parfaitement isotrope, tandis que l&#39;allongement uniaxial est appliquée. Si les cellules ne sont pas tressé sur micropatterns, étirage uniaxial résultats de l&#39;allongement cellulaire, avec la plupart des cellules ayant un axe longitudinal aligné avec l&#39;axe d&#39;étirage. Il est alors difficile de séparer l&#39;effet de l&#39;alignement de l&#39;axe long et l&#39;effet de l&#39;étirage appliqué aux cellules. L&#39;appareil est conçu pour toute l&#39;imagerie des cellules vivantes, y compris longtemps microscopie laps de fluorescent, et les médicaments peut être ajouté lors de l&#39;expérience. La méthode profonde UV micromodelage 10qui a été décrit en détail dans Azioune et al. Patterning 11 sur PDMS a été décrit dans Azioune et al. étirage 12 La présente protocole est une version vidéo de Carpi et al. 13

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">GelPak</td>
			<td style="width:71px;">GelPak</td>
			<td style="width:119px;">PF-60-X4</td>
			<td style="width:167px;">Different thickness/stickiness are available. One alternative could be to cast your PDMS yourself.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Silicon grease</td>
			<td style="width:71px;">GE Bayer Silicones</td>
			<td style="width:119px;">Baysilone-Paste</td>
			<td>This one is biocompatible</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Stretching device</td>
			<td style="width:71px;">GREM m&#233;canique</td>
			<td style="width:119px;">Stretcher 2011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">EDC (N-(3-Dimethylaminopropyl)-N&#8242;-ethylcarbodiimide hydrochloride)</td>
			<td style="width:71px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:119px;">3450</td>
			<td>Stable 6 months at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">NHS (N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt)</td>
			<td style="width:71px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:119px;">56485</td>
			<td>Protect from humidity</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Pll-g-peg (PLL(20)-g[3.5]-PEG(2) 20 mg)</td>
			<td style="width:71px;">SurfaceSolutions (Zurich)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Synthetic Quartz photomask</td>
			<td style="width:71px;">Toppan</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Take standard binary photomask in Quartz</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fibronectin from bovine plasma</td>
			<td style="width:71px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">F1141</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stretching micropatterned cells on a pdms membrane

Les forces mécaniques qui s&#39;exercent sur les cellules et / ou tissus jouent un rôle important dans de nombreux processus. Nous avons mis au point un dispositif pour étirer les cellules étalées sur un polydiméthylsiloxane (PDMS) membrane, compatible avec l&#39;imagerie. Cette technique est reproductible et versatile. La membrane PDMS peut être microélectrodes pour confiner des cellules ou des tissus à une géométrie spécifique. La première étape consiste à imprimer micropatterns sur la membrane PDMS avec une technique de rayonnement UV lointain. La membrane PDMS est ensuite montée sur un châssis mécanique. Une chambre est tenue au-dessus de la membrane avec de la graisse biocompatible pour permettre glisse pendant l&#39;étirement. Les cellules sont ensemencées et autorisés à se répandre pendant plusieurs heures sur les micropatterns. L&#39;échantillon peut être étirée et non étirée à plusieurs reprises à l&#39;aide d&#39;une vis micrométrique. Il faut moins d&#39;une minute pour appliquer le tronçon à sa pleine mesure (environ 30%). La technique présentée ici ne comprend pas un dispositif motorisé, qui est nécessaire pour unpplying cycles répétés d&#39;étirement rapidement et / ou traction contrôlée ordinateur, mais cela peut être mis en œuvre. Stretching de cellules ou de tissus peut être d&#39;intérêt pour les questions liées aux forces de cellules, la réponse cellulaire au stress mécanique ou la morphogenèse des tissus. Cette présentation vidéo vous montrera comment éviter les problèmes typiques qui peuvent survenir lorsque vous faites ce type d&#39;expérience apparemment simple.

<html> La technique présentée dans ce protocole vidéo a permis l&#39;application de forces sur les fibres de rétraction de la mitose des cellules de mammifères. En effet, au cours de la division cellulaire, dans la phase mitotique des cellules de mammifères se rétractent pour prendre la forme d&#39;une sphère et laisser derrière les câbles d&#39;actine minces entourées de membrane qui sont fixés au substrat. Ces câbles (fibres de rétraction), sont la mémoire de la géométrie de la cellule avant d&#39;entr...

Watch this Scientific Journal Video about Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane at JoVE.com

Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane

Ce manuscrit présente une technique d&#39;appliquer ou libérer des forces sur les cellules ou les tissus adhérents utilisant étirement unidirectionnel.

Stretching cellules Micropatterned sur une membrane PDMS

Mechanical forces exerted on cells and/or tissues  play a major role in numerous processes. We have developed a device to stretch  cells plated on a ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Micropatterned Surfaces to Study Hyaluronic Acid Interactions with Cancer Cells

Surfaces Micropatterned pour étudier les interactions acide hyaluronique avec les cellules cancéreuses

Cancer invasion and progression involves a motile cell phenotype, which is under complex regulation by growth factors/cytokines and extracellular matrix ...

Recherche

Bio-ingénierie

Improved Visualization and Quantitative Analysis of Drug Effects Using Micropatterned Cells

Amélioration de la visualisation et l&#39;analyse quantitative des effets des drogues utilisant des cellules Micropatterned

To date, most HCA (High Content Analysis) studies are carried out with adherent cell lines grown on a homogenous substrate in tissue-culture treated ...

Stretching Short Sequences of DNA with Constant Force Axial Optical Tweezers

S&#39;étendant de courtes séquences d&#39;ADN avec Constant Brucelles force axiale optiques

Single-molecule techniques for stretching DNA of contour lengths  less than a kilobase are fraught with experimental difficulties. However, many ...

A Novel Stretching Platform for Applications in Cell and Tissue Mechanobiology

Une nouvelle plate-forme d&#39;étirement pour Applications dans cellulaire et tissulaire mécanobiologie

Tools that allow the application of mechanical forces to cells and tissues or that can quantify the mechanical properties of biological tissues have ...

Luminescence Resonance Energy Transfer to Study Conformational Changes in Membrane Proteins Expressed in Mammalian Cells

Luminescence Resonance Energy Transfer pour étudier les changements conformationnels dans des protéines membranaires exprimés dans les cellules de mammifères

Luminescence Resonance Energy Transfer, or LRET, is a powerful technique used to measure distances between two sites in proteins within the distance range ...

Optimizing Attachment of Human Mesenchymal Stem Cells on Poly(&#949;-caprolactone) Electrospun Yarns

Optimizing Attachment of Human Mesenchymal Stem Cells on PolyÃƒÅ½Ã‚Âµ-caprolactone Electrospun Yarns

Optimisation Fixation des mésenchymateuses humaines cellules souches sur Poly (ε-caprolactone) électrofilées Yarns

Research into biomaterials and tissue engineering often includes cell-based in vitro investigations, which require initial knowledge of the starting cell ...

Gene Transfection toward Spheroid Cells on Micropatterned Culture Plates for Genetically-modified Cell Transplantation

Transfection génique vers les cellules Spheroid sur microélectrodes plaques de culture destinés à la transplantation de cellules génétiquement modifiées

To improve the therapeutic effectiveness of cell transplantation, a transplantation system of genetically modified, injectable spheroids was developed. ...

Microfluidic Genipin Deposition Technique for Extended Culture of Micropatterned Vascular Muscular Thin Films

Microfluidique génipine dépôt Technique de la culture avancée de microélectrodes vasculaires musculaires Thin Films

The chronic nature of vascular disease progression requires the development of experimental techniques that simulate physiologic and pathologic vascular ...

Construction of Modular Hydrogel Sheets for Micropatterned Macro-scaled 3D Cellular Architecture

Construction de feuilles d&#39;hydrogel modulaire pour micropatterned macro-échelle 3D Cellular architecture

Hydrogels can be patterned at the micro-scale using microfluidic or micropatterning technologies to provide an in vivo-like three-dimensional (3D) tissue ...

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane (PDMS) Co-axial Flow Focus Device

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane PDMS Co-axial Flow Focus Device

Double Emulsion génération utilisant un flux focus périphérique (PDMS) Co-axial

Double emulsions are useful in a number of biological and industrial applications in which it is important to have an aqueous carrier fluid. This paper ...