Name: segmenting growth of endothelial cells in 6-well plates on an orbital shaker for mechanobiological studies
Uploaded: 2021-06-03T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Segmenting Growth of Endothelial Cells in 6-Well Plates on an Orbital Shaker for Mechanobiological Studies at JoVE.com

Os autores reconhecem com gratidão uma bolsa de projeto da British Heart Foundation (para a PDW), um National Medical Research Council Singapore TAAP e dynamo Grant (para XW, NMRC/OFLCG/0LCG/004/2018, NMRC/OFLCG/0LCG/001/2017), uma Bolsa de Pós-Graduação A*STAR (para a KTP) e um Centro de Excelência de Pesquisa da British Heart Foundation Center of Researchship (para MA).

1. Fabricação de dispositivos e preparação de reagentes
<ol><li>Fabricação de módulo de aço inoxidável<ol>
<li>Fabricar o módulo de aço inoxidável a partir de um aço inoxidável grau 316 usando uma máquina de fresagem CNC de acordo com o desenho de engenharia fornecido(Figura 1).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Impressão 3D de um molde de polidimtilsiloxano (PDMS)<ol>
<li>Prepare um modelo cad (computer aided design, design auxiliado por computador 3D) do molde PDMS utilizando SolidW...

<ol>
	<li>Hahn, C., Schwartz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanotransduction+in+vascular+physiology+and+atherogenesis.">Mechanotransduction in vascular physiology and atherogenesis.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 10 (1), 53-62 (2009).</li><li>Wang, C., Baker, B. M., Chen, C. S., Schwartz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+Cell+Sensing+of+Flow+Direction.">Endothelial Cell Sensing of Flow Direction.</a> Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 33 (9), 2130-2136 (2013).</li><li>Tzima, E., 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=A+mechanosensory+complex+that+mediates+the+endothelial+cell+response+to+fluid+shear+stress.">A mechanosensory complex that mediates the endothelial cell response to fluid shear stress.</a> Nature. 437, 426-431 (2005).</li><li>Potter, C. M. F., Schobesberger, S., Lundberg, M. H., Weinberg, P. D., Mitchell, J. A., Gorelik, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+and+compliance+of+endothelial+cells+after+shear+stress+in+vitro+or+from+different+aortic+regions:+Scanning+ion+conductance+microscopy+study.">Shape and compliance of endothelial cells after shear stress in vitro or from different aortic regions: Scanning ion conductance microscopy study.</a> PLoS ONE. 7 (2), 1-5 (2012).</li><li>Asakura, T., Karino, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+Patterns+and+Spatial+Distribution+of+Atherosclerotic+Lesions+in+Human.">Flow Patterns and Spatial Distribution of Atherosclerotic Lesions in Human.</a> Circulation Research. 66 (4), 1045-1067 (1990).</li><li>Bond, A. R., Iftikhar, S., Bharath, A. A., Weinberg, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological+evidence+for+a+change+in+the+pattern+of+aortic+wall+shear+stress+with+age.">Morphological evidence for a change in the pattern of aortic wall shear stress with age.</a> Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 31 (3), 543-550 (2011).</li><li>Giddens, D. P., Zarins, C. K., Glagov, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+fluid+mechanics+in+the+localization+and+detection+of+atherosclerosis.">The role of fluid mechanics in the localization and detection of atherosclerosis.</a> Journal of biomechanical engineering. 115, 588-594 (1993).</li><li>Schnittler, H. J., Franke, R. P., Akbay, U., Mrowietz, C., Drenckhahn, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+in+vitro+rheological+system+for+studying+the+effect+of+fluid+shear+stress+on+cultured+cells.">Improved in vitro rheological system for studying the effect of fluid shear stress on cultured cells.</a> The American journal of physiology. 265, 289-298 (1993).</li><li>Levesque, M. J., Nerem, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+elongation+and+orientation+of+cultured+endothelial+cells+in+response+to+shear+stress.">The elongation and orientation of cultured endothelial cells in response to shear stress.</a> Journal of biomechanical engineering. 107 (4), 341-347 (1985).</li><li>Chiu, 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=Analysis+of+the+effect+of+disturbed+flow+on+monocytic+adhesion+to+endothelial+cells.">Analysis of the effect of disturbed flow on monocytic adhesion to endothelial cells.</a> Journal of Biomechanics. 36 (12), 1883-1895 (2003).</li><li>Venugopal Menon, N., 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=A+tunable+microfluidic+3D+stenosis+model+to+study+leukocyte-endothelial+interactions+in+atherosclerosis.">A tunable microfluidic 3D stenosis model to study leukocyte-endothelial interactions in atherosclerosis.</a> APL Bioengineering. 2 (1), 016103 (2018).</li><li>Warboys, C. M., Ghim, M., Weinberg, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+mechanobiology+in+cultured+endothelium:+A+review+of+the+orbital+shaker+method.">Understanding mechanobiology in cultured endothelium: A review of the orbital shaker method.</a> Atherosclerosis. 285, 170-177 (2019).</li><li>Ghim, M., Pang, K. T., Arshad, M., Wang, X., Weinberg, P. 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+novel+method+for+segmenting+growth+of+cells+in+sheared+endothelial+culture+reveals+the+secretion+of+an+anti-inflammatory+mediator.">A novel method for segmenting growth of cells in sheared endothelial culture reveals the secretion of an anti-inflammatory mediator.</a> Journal of Biological Engineering. 12 (1), 15 (2018).</li><li>Sage, H., Pritzl, P., Bornstein, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secretory+phenotypes+of+endothelial+cells+in+culture:+comparison+of+aortic,+venous,+capillary,+and+corneal+endothelium.">Secretory phenotypes of endothelial cells in culture: comparison of aortic, venous, capillary, and corneal endothelium.</a> Arteriosclerosis. 1 (6), 427-442 (1981).</li><li>Tunica, D. G., 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=Proteomic+analysis+of+the+secretome+of+human+umbilical+vein+endothelial+cells+using+a+combination+of+free-flow+electrophoresis+and+nanoflow+LC-MS/MS.">Proteomic analysis of the secretome of human umbilical vein endothelial cells using a combination of free-flow electrophoresis and nanoflow LC-MS/MS.</a> Proteomics. 9, 4991-4996 (2009).</li><li>Griffoni, C., 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=Modification+of+proteins+secreted+by+endothelial+cells+during+modeled+low+gravity+exposure.">Modification of proteins secreted by endothelial cells during modeled low gravity exposure.</a> Journal of Cellular Biochemistry. 112, 265-272 (2011).</li><li>Ghim, 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=Visualization+of+three+pathways+for+macromolecule+transport+across+cultured+endothelium+and+their+modification+by+flow.">Visualization of three pathways for macromolecule transport across cultured endothelium and their modification by flow.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 313 (5), 959-973 (2017).</li><li>Levesque, M. J., Liepsch, D., Moravec, S., Nerem, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+of+endothelial+cell+shape+and+wall+shear+stress+in+a+stenosed+dog+aorta.">Correlation of endothelial cell shape and wall shear stress in a stenosed dog aorta.</a> Arteriosclerosis: An Official Journal of the American Heart Association, Inc. 6 (2), 220-229 (1986).</li></ol>

O método de poço giratório é capaz de gerar perfis de fluxo complexos em um único poço - Low Magnitude Multidirectional Flow (LMMF) no centro e Fluxo Uniaxial de Alta Magnitude (HMUF) na borda do poço. No entanto, secreções mediadas por estresse de mediadores solúveis serão misturadas no meio giratório e afetarão as células em todo o poço, potencialmente mascarando o verdadeiro efeito de um perfil de estresse de tesoura particular nas células.
O método de revestimento aqui dem...

As respostas das células vasculares ao seu ambiente mecânico são importantes na função normal dos vasos sanguíneos e no desenvolvimento da doença1. A mecanobiologia das células endoteliais (CES) que revestem a superfície interior de todos os vasos sanguíneos tem sido um foco particular da pesquisa mecanobiológica porque os CEs experimentam diretamente o estresse de cisalhamento gerado pelo fluxo sanguíneo sobre eles. Várias alterações fenotípicas, como respostas inflamatórias, rigidez e morfologia alteradas, liberação de substâncias vasoativas, e a localização e expressão de proteínas juncionais dependem da exposição da CE ao estresse de tesoura2,3,4. As propriedades endoteliais dependentes de tesoura também podem explicar o desenvolvimento irregular de doenças como aterosclerose5,6,7.
É útil estudar o efeito da tesoura nas CES na cultura, onde as tensões podem ser controladas, e as CES podem ser isoladas de outros tipos de células. Dispositivos in vitro comumente usados para aplicar o estresse da cisalhamento aos CEs incluem a câmara de fluxo de placas paralelas e o viscometro cone-e-placa, mas apenas o fluxo uniaxial estável, oscilatório e pulsatil pode ser aplicado8,9. Embora foram desenvolvidas câmaras de fluxo modificadas com geometrias afiladas ou ramificadas e chips microfluídos que imitam uma geometria estenótica, sua baixa produtividade e a duração da cultura relativamente curta que é possível representam um desafio10, 11.
O método de shaker orbital (ou redemoinho bem) para o estudo da mecanotransdução endotelial, no qual as células são cultivadas em plásticos de cultura celular padrão colocados na plataforma de um agitador orbital, está ganhando cada vez mais atenção porque é capaz de impor cronicamente padrões complexos e espacialmente variados de estresse de tesoura em CEs com alto rendimento (ver revisão por Warboys et al.12). Simulações computacionais de dinâmica de fluidos (CFD) têm sido empregadas para caracterizar a variação espacial e temporal do estresse da tesoura em um poço giratório. O movimento giratório do meio cultural causado pelo movimento orbital da plataforma shaker na qual a placa é colocada leva ao fluxo multidirecional de baixa magnitude (LMMF, ou fluxo putativamente pró-atherogenic) no centro e fluxo uniaxial de alta magnitude (HMUF, ou fluxo atheroprotetor) na borda dos poços de uma placa de 6 poços. Por exemplo, o estresse médio da tesoura de parede (TAWSS) é de aproximadamente 0,3 Pa no centro e 0,7 Pa na borda de uma placa de 6 poços rodopiado a 150 rpm com um raio orbital de 5 mm13. O método requer apenas plásticos disponíveis comercialmente e o próprio agitador orbital.
Há, no entanto, uma desvantagem para o método (e para outros métodos de impor fluxos in vitro): as CEs liberam mediadores solúveis e micropartículas de forma dependente de cisalhamento14,15,16 e este secretome pode afetar ces em regiões do poço diferente do em que foram liberados, devido à mistura no meio giratório. Isso pode mascarar os efeitos reais do estresse da tesoura no fenótipo ce. Por exemplo, Ghim et al. especularam que isso explica a influência aparentemente idêntica de diferentes perfis de cisalhamento no transporte transcelular de grandes partículas17.
Aqui descrevemos um método para promover a adesão da célula endotelial da veia umbilical humana (HUVEC) em regiões específicas de uma placa de 6 poços usando revestimento de fibronectina enquanto usa pluronic F-127 para passivar a superfície e prevenir o crescimento em outros lugares. O método resolve a limitação descrita acima porque, ao segmentar o crescimento celular, as CEs experimentam apenas um tipo de perfil de tesoura, e não são influenciadas por segredomes de CE expostos a outros perfis em outros lugares do poço.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cell and Media</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endothelial Growth Medium (EGM-2)</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>cc-3162</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Umbilical Vein Endothelial Cells</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Isolated from cords obtained from donors with uncomplicated labour at the Hammersmith Hospital</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagents and Materials</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fuor 488-labelled goat anti-rabbit IgG</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>A11008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9418-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 6 Well Clear Flat Bottom Not Treated&#160;</td>
			<td>Scientific Laboratory Supplies Ltd&#160;</td>
			<td>351146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibronectin from Bovine Plasma</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F1141-5MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>158127-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-Buffered Saline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8537-6X500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F-127</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P2443</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human TNF-a</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>300-01A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RS PRO 2.85 mm Black PLA 3D Printer Filament, 1 kg</td>
			<td>RS</td>
			<td>832-0264</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel 316</td>
			<td>Metal Supermarket</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sylgard184 Silicone Elastomer kit</td>
			<td>Farnell</td>
			<td>101697</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>X100-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T4049-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zonula Occludens-1 (ZO-1) antibody</td>
			<td>Cell Signaling Technology</td>
			<td>13663</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DRAQ5 (5mM)</td>
			<td>Bio Status</td>
			<td>DR50200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grant Orbital Shaker PSU-10i</td>
			<td>Scientific Laboratory Supplies Ltd&#160;</td>
			<td>SHA7930</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leica TCS SP5 Confocal Microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Retaining Ring Pliers</td>
			<td>Misumi</td>
			<td>RTWP32-58</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Retaining Rings/Internal/C-Type</td>
			<td>Misumi</td>
			<td>RTWS35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker 2+3-D printer</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Softwares</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cura 2.6.2</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>The MathWorks</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solidworks 2016</td>
			<td>Dassault Systemes</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

segmenting growth of endothelial cells in 6-well plates on an orbital shaker for mechanobiological studies

O estresse de cisalhamento imposto na parede arterial pelo fluxo de sangue afeta a morfologia e função das células endoteliais. Tensões de calha de baixa magnitude, oscilação e multidirecional foram postuladas para estimular um fenótipo pró-aterosclerótico em células endoteliais, enquanto alta magnitude e tesoura unidirecional ou uniaxial são pensadas para promover a homeostase endotelial. Essas hipóteses requerem uma investigação mais aprofundada, mas as técnicas in vitro tradicionais têm limitações, e são particularmente pobres em impor tensões multidirecionais nas células. 
Um método que está ganhando uso crescente é cultivar células endoteliais em placas multi-bem padrão na plataforma de um agitador orbital; neste método simples, de baixo custo, de alto rendimento e crônico, o meio giratório produz diferentes padrões e magnitudes de tesoura, incluindo tesoura multidirecional, em diferentes partes do poço. No entanto, tem uma limitação significativa: as células de uma região, expostas a um tipo de fluxo, podem liberar mediadores para o meio que afetam células em outras partes do poço, expostas a diferentes fluxos, distorcendo assim a relação aparente entre fluxo e fenótipo. 
Aqui apresentamos uma modificação fácil e acessível do método que permite que as células sejam expostas apenas a características específicas de estresse de corte. A semeadura celular é restrita a uma região definida do poço, revestindo a região de interesse com fibronectina, seguida pela passivação utilizando solução passivating. Posteriormente, as placas podem ser giradas no agitador, resultando na exposição de células a perfis de tesoura bem definidos, como tesoura multidirecional de baixa magnitude ou tesoura uniaxial de alta magnitude, dependendo de sua localização. Como antes, o uso de plásticos de cultura celular padrão permite uma análise direta das células. A modificação já permitiu a demonstração de mediadores solúveis, liberados do endotélio sob características de estresse de tesoura definidas, que afetam células localizadas em outros lugares do poço.

A adesão dos HUVECs a regiões da placa do poço não revestida com fibronectina foi revogada pela passivação Pluronic F-127; o crescimento limitou-se à região revestida de fibronectina mesmo após 72h de cultura, com e sem aplicação de estresse de tesoura(Figura 4A, Figura 4C). Sem a passivação Pluronic F-127, huvecs ligados à superfície sem fibronectina e proliferaram ainda mais por 72h de cultura (<strong class="xfi...

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Segmenting Growth of Endothelial Cells in 6-Well Plates on an Orbital Shaker for Mechanobiological Studies

Este protocolo descreve um método de revestimento para restringir o crescimento de células endoteliais a uma região específica de uma placa de 6 poços para aplicação de estresse de tesoura usando o modelo de agitador orbital.

Segmentando o crescimento de células endoteliais em placas de 6-bem em um agitador orbital para estudos mecanobiológicos

Shear stress imposed on the arterial wall by the flow of blood affects endothelial cell morphology and function. Low magnitude, oscillatory and ...

Este protocolo descreve um método de revestimento para restringir o crescimento de células endoteliais a uma região específica de uma placa de 6 poços para aplicação de estresse pura usando o modelo de agitador orbital. Uma maneira comum de estudar os efeitos do fluxo no endotélio é cultivar células endoteliais em placas de cultura multi-bem em um agitador orbital. O agitador orbital induz uma onda que gira ao redor do poço.As células no centro do poço experimentam o tipo de fluxos que se pensa levar à aterosclerose. Células mais próximas do fluxo de experiência de borda que é considerado protetor. As propriedades das células de cada região dependem das tensões que experimentam.No entanto, há um piso potencial nessa lógica. Células endoteliais liberam mediadores de forma dependente do fluxo. Esses mediadores alcançarão uma concentração uniforme no meio giratório e, portanto, afetarão as células em regiões diferentes daquelas em que foram liberadas.Isso pode corromper ou esconder verdadeiros efeitos da tesoura no comportamento celular. O efeito não se limita ao sistema de poços rodopiantes. Pode ocorrer mesmo em modelos simples, como a câmara de fluxo de placas paralelas.Pode ser evitado por células em crescimento em apenas uma parte do sistema. Aqui, descrevemos métodos para permitir a adesão celular apenas no centro ou apenas na borda do poço de redemoinho. Fabricação de módulo de aço inoxidável.Fabricar o módulo de aço inoxidável a partir de um aço inoxidável grau 316 de acordo com um desenho de engenharia fornecido. Impressão 3D em PDMs. Prepare um modelo CAD 3D de molde de PDMs usando SOLIDWORKS de acordo com o desenho de engenharia fornecido.Exporte o modelo CAD para um arquivo STL e importe o arquivo STL em Cura 2.6.2. Corte o modelo em camadas com uma velocidade de impressão de 50 milímetros por segundo e densidade de enchimento de 60% Exporte o arquivo como um GCode. Enviei para uma impressora 3D Ultimaker para impressão.Use ácido polilático como material de impressão. Fundição de anel PDMS. Misture bem a base PDMS e o agente de cura com a razão de 90,9% de base e 9,1% de agente de cura.Despeje a solução bem misturada no molde impresso em 3D. Remova bolhas em uma câmara de desgaseamento a vácuo. Cure-o por uma hora em um forno de 80 graus.Deixe o anel PDMS esfriar à temperatura ambiente. Em seguida, remova o anel PDMS curado cuidadosamente do molde. Preparação de 1%Pluronic F-127.Pese cinco gramas de Pluronic F-127. Despeje em uma garrafa de vidro. Em seguida, adicione cem milhões de água Milli-Q na garrafa de vidro.Isso dá uma solução F-127 Pluronic de 5%. Certifique-se de que todo o pó Plurônico F-127 está submerso na água. Feche a tampa e autoclave-a usando um programa de ciclo de esterilização líquida.Deixe a solução esfriar à temperatura ambiente antes de usar. Adicione 10 mil de solução F-127 plurônica de 5%plurônicos a 40 mil de água Milli-Q autoclavada para fazer 1%pluronic f-127 solução. Realize a diluição em um capô de armário de biossegurança.Armazene 1% e 5% Pluronic F-127 à temperatura ambiente. Revestimento de placa de 6 poços. Módulo de aço inoxidável autoclave, anel PDMS e pinças antes de usar.Realize todos os procedimentos subsequentes em um capô BSC e observe técnicas assépticas para garantir a esterilidade. Coloque o anel PDMS em uma pinça de 6 poços. Use a borda externa do anel PDMS para alinhar o anel PDMS concentricamente dentro do poço.Note que apenas placas de poços não tratadas com cultura de tecido devem ser usadas. Coloque o módulo de aço inoxidável em cima do anel PDMS usando pinças. Insira as pontas do alicate interno de retenção nos porões do anel de retenção.Aperte o suporte para reduzir o diâmetro do anel de retenção. Coloque-o no 6-well, pressione-o firmemente sobre o módulo de aço inoxidável, e solte o alicate para fixar o anel PDMS no poço. Adicione um mil de cinco microgramas por fibronectina microliter no centro ou na borda do poço, dependendo da região de interesse, através da abertura do anel PDMS e do módulo de aço inoxidável.Gire a placa para garantir que a solução de fibronectina cubra toda a região de interesse. Incubar por 30 minutos a 37 graus em uma incubadora umidificada sob 95% de ar e 5%de CO2. Remova a solução de fibronectina do poço.E agora lave duas vezes com PBS. Uma vez feito, remova completamente o PBS do poço. Remova o anel de retenção, o módulo de aço inoxidável e o anel PDMS do poço.Adicione 1,5 mil de 1%Pluronic F-127 no poço e incubar por uma hora em temperatura ambiente para passar pela superfície não revestida. Remova a solução Pluronic F-127 do poço e lave três vezes com PBS. Uma vez lavado, use o bem revestido imediatamente ou armazene a quatro graus por até duas semanas com a camada de PBS no poço revestido.Semeadura de células endoteliais. Conte células usando um hemótmetro e sementes 180.000 células em uma placa revestida de 6 poços em 1,5 mil de meio de cultura celular pré-quente. Agite a placa do poço lateralmente para garantir que as células distribuam uniformemente no poço.Deixe-o em uma incubadora umidificada de 37 graus sob 95% de ar e 5% de CO2 durante a noite. Aplicação de estresse de tesoura usando um agitador orbital. As células devem atingir confluência após três dias de crescimento.Substitua o meio por 1,9 mil de meio de cultura celular pré-aviso para atingir uma altura de dois milímetros. Coloque uma placa de poço na plataforma de um agitador orbital em uma incubadora umidificada e gire-a a 150 RPM por três dias. Opcional, após dois dias de cisalhamento, citocinas podem ser adicionadas ao meio de cultura celular para investigar a interação entre citocinas e estresse absoluto.Após o tratamento, tesoura as células por mais um dia. Neste estudo, o TNF-alfa foi utilizado para ativar as células. Realize a análise após três dias de aplicação de estresse de tesoura.Imagens de microscópio mostram que o Pluronic F-127 impediu a adesão do HUVEC à região sem revestimento de fibronectina. Nenhum HUVEC foi anexado à parte da superfície do poço que não havia sido pré-tratada com fibronectina antes da passivação do Pluronic F-127 após 24 horas, na figura A, e 72 horas, na figura C, de crescimento. Sem a passivação Pluronic F-127, os HUVECs foram anexados à superfície sem fibronectina, 24 horas após a semeadura, na figura B, e são proliferados ainda mais em 72 horas, na figura D.A barra de escala é igual a 500 micrômetros.A mancha vermelha nuclear mostra a morfologia dos HUVECs, A, no centro, e B, à beira de um poço cheio. A barra de escala é igual a cem micrômetros. A e B também mostram contornos celulares delineados pela imunostaining do ZO-1.Observe o alinhamento e o alongamento das células na borda, mas não no centro. Não mostra diferença significativa no índice de forma nuclear, indicando arredondamento, entre huvecs cultivados em poços totalmente bem e segmentados foram vistos para HUVECs não tratados ou TNF-alfa. As células eram mais alongadas perto da borda do poço.A tendência de maior alongamento nos HUVECs tratados com TNF-alfa não foi consistentemente significativa entre os locais. Não foi observada diferença significativa entre poços completos e segmentados em número de densidade de HUVECs A, não tratados e B, TNF-alfa em diferentes locais radiais. Em ambos os casos, havia mais células por unidade na borda do que no centro do poço.Em conclusão, o método que delineamos aqui permite que você cresça células em apenas uma região do poço giratório ou, de fato, de qualquer sistema de cultura celular baseada em plástico. Isso significa que as células de uma parte do poço que experimentam um tipo de fluxo não são influenciadas por mediadores liberados de células em outra região que experimentam diferentes fluxos. Não só isso, podemos olhar para células cultivadas em uma região com ou sem que as células sejam cultivadas em outras regiões.Isso permite que os efeitos de tais mediadores solúveis sejam demonstrados. Testar os efeitos do meio condicionado em células ingênuas permite a mesma coisa. Analisando as condições médias, os mediadores podem ser identificados.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

On-Chip Endothelial Inflammatory Phenotyping

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Atherogenesis is potentiated by metabolic abnormalities that contribute to a heightened state of systemic inflammation resulting in endothelial ...

Bioengenharia

Time-lapse Fluorescence Imaging of Arabidopsis Root Growth with Rapid Manipulation of The Root Environment Using The RootChip

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The root functions as the physical anchor of the plant and is the organ responsible for uptake of water and mineral nutrients such as nitrogen, ...

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Um dispositivo de câmara de fluxo tridimensional Novel para estudar Chemokine dirigido extravasamento de células circulantes fisiológicos sob condições de fluxo

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3D Orbital Tracking in a Modified Two-photon Microscope: An Application to the Tracking of Intracellular Vesicles

3D Orbital Rastreamento em um microscópio de dois fotões Modificação: Uma Aplicação para o rastreamento de vesículas intracelulares

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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

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Estudando a estequiometria do Receptor do Factor de Crescimento Epidérmico em células intactas utilizando Microscopia Correlativo

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Padronização bioativas proteínas ou peptídeos em hidrogel usando fotoquímica para aplicações biológicas

There are many biological stimuli that can influence cell behavior and stem cell differentiation. General cell culture approaches rely on soluble factors ...

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Suspension cultures of mammalian cell aggregates are required for various applications in medical and biotechnological fields. The disposable bag-based ...