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 trabajo fue fundada por el Institut Curie, París, Francia. La camilla mecánica fue diseñada por Damien Cuvelier (Institut Curie) y es fabricado por GREM (mecanique-grem.com). El patrón de PDMS fue desarrollado por Ammar Azioune (Universidad de Burdeos II).

1. La pasivación de la PDMS <ol><li> Corte un pedazo de PDMS aproximadamente 35 mm x 20 mm a partir de una hoja de pre-hechos (por ejemplo, GelPak, que se enumeran en la tabla de materias). </li><li> Quite la parte superior y las capas protectoras inferiores de plástico (si es necesario) y utilizar pinzas para colocar el PDMS en un plástico (no celular cultivo tratado) placa de Petri. </li><li> Lavar el PDMS con etanol al 70% durante 5 minutos en un rotador a 30 oscilaciones / min. </li><li> Seque la superficie por...

<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>

Aunque esta técnica ha sido utilizada en numerosas ocasiones y es sometido a pruebas exhaustivas, hay varios pasos críticos que pueden llevar a un experimento fallido. Acerca de los PDMS: Para este trabajo, GelPak, una hoja de PDMS delgada disponible en el mercado, se utilizó. Alternativamente hojas PDMS se puede lanzar directamente desde la mezcla de PDMS. Le recomendamos que utilice GelPak porque es más reproducible, y es menos probable que se rompa en compara...

Las células que componen un tejido en organismos superiores están sujetos a tensiones mecánicas y fuerzas de estiramiento próximos ya sea desde el ambiente externo o a partir de células que rodean 1,2. Las células deben adaptarse y resistir estas fuerzas a fin de mantener la integridad de los tejidos. Tales fuerzas son también importantes para tejidos morfogénesis durante el desarrollo 3,4. La aplicación de fuerzas mecánicas sobre las células cultivadas es una manera de imitar lo que podría suceder en un tejido, pero con un control cuantitativo e independiente de la forma celular y 5,6 deformación celular. Para ello, pueden utilizarse varias técnicas. Uno puede pulsar sobre las células (la célula entera o parte de ella), por ejemplo usando AFM o derivados de 7,8 o estirar el sustrato las células están creciendo en. El método descrito en este documento se demuestra cómo estirar un sustrato plano plateado con células. Esta técnica se desarrolló originalmente para evaluar el papel de las fuerzas ejercida sobre mcélulas de mamíferos itotic 9. Las células mitóticas mantenerse conectados al sustrato a través de fibras de retracción y estiramiento de la membrana ejercen una fuerza sobre las fibras, que a su vez provocaron la rotación del huso mitótico. El interés de la combinación de micropatrones adhesivas y estiramiento es para lograr un control independiente de las fuerzas y forma de las células individuales. Por ejemplo, es posible estirar una célula ovoide en una forma redonda perfectamente isotrópico, mientras que se aplica estiramiento uniaxial. Si las células no se entretejieron en micropatrones, estirado uniaxial resultados en la elongación celular, con la mayoría de células que tiene un eje largo alineado con el eje de estiramiento. Es entonces difícil separar el efecto de la alineación del eje largo y el efecto de la estiramiento aplicado a las células. El dispositivo es adecuado para cualquier imagen de células vivas, incluyendo la microscopía fluorescente lapso largo de tiempo, y las drogas se puede añadir durante el experimento. La profunda método micropatterning UVs 10se describe en detalles en Azioune et al. 11 Patrones de PDMS se describe en Azioune et al. 12 El presente estiramiento protocolo es una versión de 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

Las fuerzas mecánicas ejercidas sobre las células y / o tejidos juegan un papel importante en numerosos procesos. Hemos desarrollado un dispositivo para estirar las células sembradas en placas sobre un polidimetilsiloxano (PDMS) de membrana, compatible con formación de imágenes. Esta técnica es reproducible y versátil. La membrana de PDMS se puede microestructurada con el fin de confinar las células o tejidos a una geometría específica. El primer paso es imprimir micropatrones en la membrana de PDMS con una técnica de UV profunda. La membrana de PDMS se monta entonces en una camilla mecánica. Una cámara está enlazado en la parte superior de la membrana con grasa biocompatible para permitir el deslizamiento durante el estiramiento. Las células se siembran y permitir que se extienda por varias horas en los micropatrones. La muestra puede ser estirada y no estirada varias veces con el uso de un tornillo micrométrico. Se tarda menos de un minuto para aplicar la recta en toda su extensión (en torno al 30%). La técnica presentada aquí no incluye un dispositivo motorizado, que es necesaria para unapplying ciclos repetidos de estiramiento de forma rápida y / o estiramiento controlado ordenador, pero esto puede ser implementado. El estiramiento de las células o el tejido puede ser de interés para las cuestiones relacionadas con las fuerzas de células, la respuesta celular al estrés mecánico o la morfogénesis de tejidos. Esta presentación en video le mostrará cómo evitar los problemas típicos que pueden surgir cuando se hace este tipo de aparentemente sencillo experimento.

<html> La técnica presentada en este protocolo de vídeo permite la aplicación de fuerzas sobre las fibras de retracción de las células de mamíferos de la mitosis. De hecho, durante la división celular, en la etapa mitótica, células de mamífero se retraen para tomar la forma de una esfera y dejar atrás los cables de actina delgadas rodeadas por una membrana que se unen al sustrato. Estos cables (fibras de retracción), son la memoria de la geometría de la célula antes de entrar en división. Haciendo micropat...

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Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane

Este manuscrito presenta una técnica para aplicar o liberar las fuerzas sobre las células o los tejidos adherentes utilizando estiramiento unidireccional.

El estiramiento células micropatterned en una membrana de 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

Superficies micropatterned para estudiar las interacciones de ácido hialurónico con células de cáncer

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

Investigación

Bioingeniería

Improved Visualization and Quantitative Analysis of Drug Effects Using Micropatterned Cells

Una mejor visualización y análisis cuantitativo de los efectos de drogas Uso de 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

Estiramiento secuencias cortas de ADN con fuerza constante pinzas axial óptico

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

Una Plataforma Novela Estiramiento para Aplicaciones en Celular y Tisular Mecanobiología

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

La luminiscencia de energía de resonancia de transferencia para estudiar cambios conformacionales en proteínas de membrana expresado en células de mamífero

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

Optimización de unión de las células madre mesenquimales humanas en poli (ε-caprolactona) electrohiladas Hilos

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

La transfección de genes hacia células Esferoide sobre placas micropatterned Cultura para el trasplante de células genéticamente modificadas

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

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Microfluidic genipina Deposición Técnica de Cultura extendido de micropatterned vasculares musculares Thin Films

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

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Construcción de Hojas modular de hidrogel para la arquitectura celular 3D a escala macro micropatterned

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

Generación de doble emulsión utilizando un flujo Focus Dispositivo de polidimetilsiloxano (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 ...