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

Este trabalho foi fundada pelo Institut Curie, Paris, França. O esticador mecânico foi projetado por Damien Cuvelier (Institut Curie) e é fabricado pela GREM (mecanique-grem.com). A padronização de PDMS foi desenvolvido por Ammar Azioune (Bordeaux II University).

1. A passivação do PDMS <ol><li> Corte um pedaço de PDMS aproximadamente 35 mm x 20 mm a partir de uma folha pré feita (por exemplo, GelPak, conforme listado na tabela de materiais). </li><li> Remover a parte superior e as camadas de protecção inferior de plástico (se necessário) e usar uma pinça para colocar o PDMS numa plástico (não tratados de cultura celular), uma placa de Petri. </li><li> Lavar o PDMS com etanol a 70% durante 5 minutos num rotor a 30 oscilações / min. </li><li> Seca-se a superfície ...

<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>

Embora esta técnica tem sido utilizada inúmeras vezes e é exaustivamente testado, há várias etapas críticas que podem levar a uma experiência fracassada. Sobre o PDMS: Para este trabalho, GelPak, uma folha fina de PDMS comercialmente disponível, foi usado. Alternativamente folhas PDMS pode ser convertido diretamente do mix PDMS. Recomendamos a utilização de GelPak porque é mais reprodutível e é menos propensos a quebrar em comparação com custom made P...

As células que constituem um tecido em organismos superiores estão sujeitos a tensões mecânicas e as forças de alongamento ou provenientes do ambiente externo, ou a partir de células que rodeiam 1,2. As células devem se adaptar e resistir a essas forças, a fim de manter a integridade do tecido. Essas forças também são importantes para os tecidos morfogênese durante o desenvolvimento 3,4. Aplicação de forças mecânicas sobre as células em cultura é uma forma de imitar o que pode acontecer num tecido, mas com um controlo quantitativo e independente da forma da célula e de deformação célula 5,6. Por isso, várias técnicas podem ser usadas. Pode-se pressionar sobre as células (a célula inteira ou parte dela), por exemplo, usando AFM ou derivados 7,8 ou esticar o substrato as células estão crescendo diante. O método descrito neste artigo demonstra como esticar um substrato plano revestida com as células. Esta técnica foi originalmente desenvolvido para avaliar o papel das forças exercidas sobre mcélulas de mamíferos itotic 9. As células mitóticas ficar ligado ao substrato por meio de fibras de retracção e o alongamento da membrana exercida uma força sobre as fibras, o que por sua vez, provocou a rotação do fuso mitótico. O interesse de se combinar micropadrões adesivas e de alongamento é conseguir um controlo independente das forças e forma de células individuais. Por exemplo, é possível esticar uma célula oval em uma forma perfeitamente redonda isotrópica, enquanto estiramento uniaxial é aplicada. Se as células não estão em tecendo micropadrões, estiramento uniaxial resultados do alongamento celular, com a maioria das células com um longo eixo alinhado com o eixo de estiramento. Em seguida, é difícil separar o efeito do alinhamento do eixo longo e o efeito do alongamento aplicado às células. O dispositivo é adequado para qualquer imagem de células vivas, incluindo microscopia fluorescente lapso de tempo longo, e os medicamentos podem ser acrescentados durante o experimento. O método UVs micropatterning profunda 10foi descrito em detalhes em Azioune et al. 11 Patterning em PDMS foi descrito em 12 Azioune et al. O presente protocolo de alongamento é uma versão em vídeo 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

Forças mecânicas exercidas sobre as células e / ou tecidos, desempenham um papel importante em numerosos processos. Desenvolvemos um dispositivo para esticar as células semeadas em um polidimetilsiloxano (PDMS) de membrana, compatível com a imagem. Esta técnica é reproduzível e versátil. A membrana pode ser micropadronadas PDMS, a fim de limitar as células ou tecidos a uma geometria específica. O primeiro passo é a impressão micropadrões sobre a membrana de PDMS com uma técnica de UV profundo. A membrana PDMS é, em seguida, montado sobre um esticador mecânica. A câmara está ligada na parte superior da membrana com lubrificante biocompatível para permitir deslizamento durante o estiramento. As células são semeadas e deixada espalhar-se por várias horas nas micropadrões. A amostra pode ser esticado e não esticada várias vezes com a utilização de um parafuso micrométrico. Demora menos de um minuto para aplicar o trecho em toda sua extensão (cerca de 30%). A técnica aqui apresentada não inclui um dispositivo motorizado, o qual é necessário para umapplying ciclos repetidos de alongamento de forma rápida e / ou controlado alongamento computador, mas isso pode ser implementado. Alongamento de células ou tecidos podem ser de interesse para as questões relacionadas com as forças de celulares, a resposta celular ao estresse mecânico ou morfogênese do tecido. Esta apresentação de vídeo vai mostrar como evitar problemas típicos que podem surgir quando se faz este tipo de experimento aparentemente simples.

<html> A técnica apresentada neste protocolo de vídeo permitiu a aplicação de forças sobre as fibras de retração da mitose de células de mamíferos. Com efeito, durante a divisão celular, na fase de mitose, as células de mamíferos retrair a tomar a forma de uma esfera e deixar para trás os cabos de actina finas rodeado por uma membrana, que estão ligadas ao substrato. Estes cabos (fibras de retração), são a memória da geometria da célula antes de entrar em divisão. Fazendo micropadrões com UV profundo...

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Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane

Este manuscrito apresenta uma técnica de aplicar ou libertar forças em células aderentes ou tecidos usando alongamento unidirecional.

Alongamento Células micropatterned num PDMS Membrana

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

Superfícies micropatterned para estudar as interações ácido hialurônico com células de câncer

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

Bioengenharia

Improved Visualization and Quantitative Analysis of Drug Effects Using Micropatterned Cells

Visualização melhorada e Análise Quantitativa dos Efeitos de Drogas Usando Células 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

Alongamento curtas seqüências de DNA com Pinça força constante óptico axial

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

Uma plataforma Novel Alongamento para Aplicações em Celular e Tecidual mechanobiology

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

Luminescência Ressonância transferência de energia para estudar mudanças conformacionais na membrana proteínas expressas em células de mamíferos

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

Otimizando Penhora de mesenquimais humanas Células-Tronco em Poly (ε-caprolactona) electrospun 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

A transfecção Gene direção Células Spheroid em placas micropadronadas Cultura para Transplante de Células geneticamente modificados

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

Técnica microfluídico genipina Deposição de Cultura Extensão da micropatterned vasculares musculares Filmes Finos

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

Construção de Fichas de hidrogel modular para micropadronadas Macro-escalado 3D Cellular Arquitetura

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

Duplo Emulsion Geração de utilizar um dispositivo de polidimetilsiloxano (PDMS) Co-Axial Flow Foco

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 ...