Name: preclinical drug testing in scalable 3d engineered muscle tissues
Uploaded: 2023-04-07T13:10:00
Duration: 8 min 7 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preclinical Drug Testing in Scalable 3D Engineered Muscle Tissues at JoVE.com

Diese Arbeit wurde teilweise durch Mittel der Food and Drug Administration (U01 FD006676-01, vergeben an das Health and Environmental Sciences Institute) und durch Mittel der National Institutes of Health (HL151094 an Dr. Geisse) unterstützt. Wir danken Dr. Alec S. T. Smith für seine Unterstützung bei der Erstellung dieses Manuskripts.

<ol>
	<li>Sharma, A., Wu, J. C., Wu, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes+for+cardiovascular+disease+modeling+and+drug+screening.">Induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes for cardiovascular disease modeling and drug screening.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 4, 150 (2013).</li><li>Mudera, V., Smith, A. S. T., Brady, M. A., Lewis, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+cell+density+on+the+maturation+and+contractile+ability+of+muscle+derived+cells+in+a+3D+tissue-engineered+skeletal+muscle+model+and+determination+of+the+cellular+and+mechanical+stimuli+required+for+the+synthesis+of+a+postural+phenotype.">The effect of cell density on the maturation and contractile ability of muscle derived cells in a 3D tissue-engineered skeletal muscle model and determination of the cellular and mechanical stimuli required for the synthesis of a postural phenotype.</a> Journal of Cellular Physiology. 225 (3), 646-653 (2010).</li><li>Vandenburgh, H., 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> Human Gene Therapy. 7 (17), 2195-2200 (1996).</li><li>Rao, L., Qian, Y., Khodabukus, A., Ribar, T., Bursac, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+human+pluripotent+stem+cells+into+a+functional+skeletal+muscle+tissue.">Engineering human pluripotent stem cells into a functional skeletal muscle tissue.</a> Nature Communications. 9 (1), 126 (2018).</li><li>Fleming, J. W., 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=Bioengineered+human+skeletal+muscle+capable+of+functional+regeneration.">Bioengineered human skeletal muscle capable of functional regeneration.</a> BMC Biology. 18 (1), 145 (2020).</li><li>Madden, L., Juhas, M., Kraus, W. E., Truskey, G. A., Bursac, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineered+human+myobundles+mimic+clinical+responses+of+skeletal+muscle+to+drugs.">Bioengineered human myobundles mimic clinical responses of skeletal muscle to drugs.</a> eLife. 4, 04885 (2015).</li><li>Urciuolo, 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=Engineering+a+3D+in+vitro+model+of+human+skeletal+muscle+at+the+single+fiber+scale.">Engineering a 3D in vitro model of human skeletal muscle at the single fiber scale.</a> PLOS One. 15 (5), 0232081 (2020).</li><li>Afshar, M. 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+96-well+culture+platform+enables+longitudinal+analyses+of+engineered+human+skeletal+muscle+microtissue+strength.">A 96-well culture platform enables longitudinal analyses of engineered human skeletal muscle microtissue strength.</a> Scientific Reports. 10, 6918 (2020).</li><li>Sakar, M. 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=Formation+and+optogenetic+control+of+engineered+3D+skeletal+muscle+bioactuators.">Formation and optogenetic control of engineered 3D skeletal muscle bioactuators.</a> Lab on a Chip. 12 (23), 4976-4985 (2012).</li><li>Vila, O. 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=Quantification+of+human+neuromuscular+function+through+optogenetics.">Quantification of human neuromuscular function through optogenetics.</a> Theranostics. 9 (5), 1232-1246 (2019).</li><li>Khodabukus, A., Baar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defined+electrical+stimulation+emphasizing+excitability+for+the+development+and+testing+of+engineered+skeletal+muscle.">Defined electrical stimulation emphasizing excitability for the development and testing of engineered skeletal muscle.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 18 (5), 349-357 (2011).</li><li>Vandenburgh, H., 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=Drug-screening+platform+based+on+the+contractility+of+tissue-engineered+muscle.">Drug-screening platform based on the contractility of tissue-engineered muscle.</a> Muscle &amp; Nerve. 37 (4), 438-447 (2008).</li><li>Bielawski, K. S., Leonard, A., Bhandari, S., Murry, C. E., Sniadecki, N. J. <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+force+and+frequency+analysis+of+engineered+human+heart+tissue+derived+from+induced+pluripotent+stem+cells+using+magnetic+sensing.">Real-time force and frequency analysis of engineered human heart tissue derived from induced pluripotent stem cells using magnetic sensing.</a> Tissue Enineering Part C Methods. 22 (10), 932-940 (2016).</li><li>Smith, A. S. T., 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=High-throughput,+real-time+monitoring+of+engineered+skeletal+muscle+function+using+magnetic+sensing.">High-throughput, real-time monitoring of engineered skeletal muscle function using magnetic sensing.</a> bioRxiv. , 492879 (2022).</li><li>Scheraga, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+thrombin-fibrinogen+interaction.">The thrombin-fibrinogen interaction.</a> Biophysical Chemistry. 112 (2-3), 117-130 (2004).</li><li>Hinds, S., Bian, W., Dennis, R. G., Bursac, N. <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+extracellular+matrix+composition+in+structure+and+function+of+bioengineered+skeletal+muscle.">The role of extracellular matrix composition in structure and function of bioengineered skeletal muscle.</a> Biomaterials. 32 (14), 3575-3583 (2011).</li><li>Carvalho, 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=Doxorubicin:+the+good,+the+bad+and+the+ugly+effect.">Doxorubicin: the good, the bad and the ugly effect.</a> Current Medicinal Chemistry. 16 (25), 3267-3285 (2009).</li><li>Ahmad, T., 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=Cardiac+dysfunction+associated+with+a+nucleotide+polymerase+inhibitor+for+treatment+of+hepatitis+C.">Cardiac dysfunction associated with a nucleotide polymerase inhibitor for treatment of hepatitis C.</a> Hepatology. 62 (2), 409-416 (2015).</li><li>Gill, 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=From+the+cover:+Investigative+nonclinical+cardiovascular+safety+and+toxicology+studies+with+BMS-986094,+an+NS5b+RNA-dependent+RNA+polymerase+inhibitor.">From the cover: Investigative nonclinical cardiovascular safety and toxicology studies with BMS-986094, an NS5b RNA-dependent RNA polymerase inhibitor.</a> Toxicological Sciences. 155 (2), 348-362 (2017).</li><li>Ostap, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2,3-Butanedione+monoxime+(BDM)+as+a+myosin+inhibitor.">2,3-Butanedione monoxime (BDM) as a myosin inhibitor.</a> Journal of Muscle Research and Cell Motility. 23 (4), 305-308 (2002).</li><li>Fryer, M. W., Gage, P. W., Neering, I. R., Dulhunty, A. F., Lamb, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paralysis+of+skeletal+muscle+by+butanedione+monoxime,+a+chemical+phosphatase.">Paralysis of skeletal muscle by butanedione monoxime, a chemical phosphatase.</a> Pfl&#252;gers Archiv: European Journal of Physiology. 411 (1), 76-79 (1988).</li><li>Fleming, J. W., 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+regeneration+of+tissue+engineered+skeletal+muscle+in+vitro+is+dependent+on+the+inclusion+of+basement+membrane+proteins.">Functional regeneration of tissue engineered skeletal muscle in vitro is dependent on the inclusion of basement membrane proteins.</a> Cytoskeleton. 76 (6), 371-382 (2019).</li><li>Capel, A. 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=Scalable+3D+printed+molds+for+human+tissue+engineered+skeletal+muscle.">Scalable 3D printed molds for human tissue engineered skeletal muscle.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 7, 20 (2019).</li><li>Tsui, J. H., 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=Tunable+electroconductive+decellularized+extracellular+matrix+hydrogels+for+engineering+human+cardiac+microphysiological+systems.">Tunable electroconductive decellularized extracellular matrix hydrogels for engineering human cardiac microphysiological systems.</a> Biomaterials. 272, 120764 (2021).</li><li>Tsui, J. H., 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=Conductive+silk-polypyrrole+composite+scaffolds+with+bioinspired+nanotopographic+cues+for+cardiac+tissue+engineering.">Conductive silk-polypyrrole composite scaffolds with bioinspired nanotopographic cues for cardiac tissue engineering.</a> Journal of Materials Chemistry B. 6 (44), 7185-7196 (2018).</li><li>Gabella, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+cells,+nerves,+fibroblasts+and+vessels+in+the+detrusor+of+the+rat+urinary+bladder.">Muscle cells, nerves, fibroblasts and vessels in the detrusor of the rat urinary bladder.</a> Journal of Smooth Muscle Research. 55, 34-67 (2019).</li><li>Christov, 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=Muscle+satellite+cells+and+endothelial+cells:+close+neighbors+and+privileged+partners.">Muscle satellite cells and endothelial cells: close neighbors and privileged partners.</a> Molecular Biology of the Cell. 18 (4), 1397-1409 (2007).</li><li>Bersini, 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=Engineering+an+environment+for+the+study+of+fibrosis:+A+3D+human+muscle+model+with+endothelium+specificity+and+endomysium.">Engineering an environment for the study of fibrosis: A 3D human muscle model with endothelium specificity and endomysium.</a> Cell Reports. 25 (13), 3858-3868 (2018).</li><li>Gilbert-Honick, 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=Engineering+functional+and+histological+regeneration+of+vascularized+skeletal+muscle.">Engineering functional and histological regeneration of vascularized skeletal muscle.</a> Biomaterials. 164, 70-79 (2018).</li><li>Maffioletti, S. 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=Three-dimensional+human+iPSC-derived+artificial+skeletal+muscles+model+muscular+dystrophies+and+enable+multilineage+tissue+engineering.">Three-dimensional human iPSC-derived artificial skeletal muscles model muscular dystrophies and enable multilineage tissue engineering.</a> Cell Reports. 23 (3), 899-908 (2018).</li></ol>

Alle Autoren sind Mitarbeiter und Anteilseigner von Curi Bio Inc., dem Unternehmen, das die Mantarray-Hardware und die dazugehörige Software vermarktet.

Diese Studie beschreibt Methoden zur Erzeugung von 3D-konstruiertem Herz- und Skelettmuskelgewebe in einem 24-Well-Gusskit. Durch die Befolgung dieser Methoden ist es möglich, konsistent ein komplettes Array von 24 Geweben ohne Gipsfehler für das anschließende Wirkstoff-Screening zu erhalten. Entscheidende Überlegungen, um ein solches Ergebnis zu erzielen, sind die Sicherstellung, dass während des Gießens alle Schritte auf Eis durchgeführt werden, um eine vorzeitige Polymerisation der Hydrogele zu verhindern, die Entfernung des Zelldissoziationsreagenzes vor dem Gewebeguss, das gründliche Mischen der Zell- und Hydrogelsuspension für jedes Gewebe, der Austausch der Pipettenspitzen zwischen den Geweben und die Verwendung von hitzeinaktiviertem FBS (falls überhaupt verwendet). Außerdem ist darauf zu achten, dass das Pfostengitter nach Beginn des Gießens nicht bewegt und nach der Bildung von Hydrogelen schonend übertragen wird.
Zu den wichtigsten Modifikationen gehören die Verwendung verschiedener Zelltypen, um kardiale versus skelettale EMTs zu erreichen, und die Dotierung von Hydrogelen mit variablen Konzentrationen von Basalmembranproteinen, um die Zellreifung und Gewebestabilität zu fördern. Die positiven Auswirkungen eines solchen Dopings müssen von Fall zu Fall getestet werden, es hat sich jedoch gezeigt, dass es unter bestimmten Umständen die funktionellen Ergebnisse und die Langlebigkeit des Gewebes verbessert14,16,22. Bemerkenswert ist auch, dass die aufgeführten Zelldichten ein Richtwert sind und möglicherweise für verschiedene Zelllinien optimiert werden müssen. Alternative Hydrogelzusammensetzungen könnten auch als Mittel zur Modifizierung der strukturellen und funktionellen Eigenschaften der erreichten EMTs23,24,25 in Betracht gezogen werden. Die native Muskelmikroumgebung enthält auch unterstützende Zelltypen zur Förderung der Vaskularisierung, Innervation und Matrixablagerung, um Myozyten in Form und Funktion zu unterstützen26,27. Während das hier beschriebene System derzeit Fibroblasten in 3D-Herzgewebe einbaut, können zusätzliche Zelltypen ein physiologisch relevanteres Modell schaffen, um die Sicherheit und Wirksamkeit von therapeutischen Verbindungen in vitro zu untersuchen. Zuvor wurde eine Reihe von unterstützenden Zelltypen erfolgreich in 3D-Gewebe integriert, was eine aufregende Vorlage für zukünftige Studien unter Verwendung der magnetischen Sensor-Kontraktilitätsplattform28,29,30 darstellt.
Die Fehlerbehebung für dieses Protokoll konzentriert sich auf die Bildung von unzuverlässigem oder inkonsistentem Gewebe während des Gießprozesses. Es muss darauf geachtet werden, dass sich beim Gießen keine Blasen in den Hydrogelen bilden und gleichzeitig eine gleichmäßige Verteilung der Zellen während des Mischens ermöglicht wird. Optimierungsexperimente werden wahrscheinlich für jeden neuen Zelltyp erforderlich sein, um ideale Zelldichten, Zellverhältnisse und Matrixzusammensetzung zu identifizieren.
Eine wesentliche Einschränkung für diese Technik ist die signifikante Anzahl von Zellen, die erforderlich sind, um eine vollständige Platte von 24 EMTs zu etablieren. Für die hier vorgestellten Daten wurden 15 Millionen Kardiomyozyten und 18 Millionen Skelettmyoblasten pro Platte verwendet. Bestimmte Forscher haben möglicherweise keinen Zugang zu solch großen Pools an zellulärem Material, was ihre Fähigkeit beeinträchtigen kann, diese Plattform in vollem Umfang zu nutzen. Wenn Endbenutzer keinen Zugang zu magnetischer Sensorhardware haben, müssen Messungen der Nachablenkungen optisch durchgeführt werden, was den Durchsatz erheblich reduziert und die gleichzeitige Aufzeichnung von Muskelkontraktionen über mehrere Vertiefungen hinweg verhindert. Die Mantarray-Hardware überwindet diese Einschränkungen jedoch und bietet das erste kommerzielle System, das in der Lage ist, die EMT-Kontraktion gleichzeitig über mehrere Konstrukte hinweg kontinuierlich und nicht-invasiv zu analysieren.
Die magnetische Sensorik in 24 Bohrlöchern ermöglicht Längsschnittstudien der EMT-Funktionsentwicklung in Echtzeit und ermöglicht eine genaue Messung akuter Reaktionen auf chemische, umweltbedingte oder genetische Manipulationen. Während die magnetische Sensorik mehrere Vorteile bietet, wie z. B. die gleichzeitige Messung über mehrere Gewebe hinweg, und keine komplizierte Datenanalyse erfordert, ermöglichen optische Detektionsmethoden die gleichzeitige Messung physiologischer Metriken wie Kalziumfluss oder Spannungszuordnung. Datensätze, wie sie im Abschnitt "Ergebnisse" dargestellt sind, zeigen jedoch die Bandbreite der Anwendungen, die diese Technologie im Bereich der Arzneimittelentwicklung hat. Angesichts der Tatsache, dass nur wenige Assays auf dem Markt die Möglichkeit bieten, eine direkte Bewertung der kontraktilen Leistung in künstlich hergestellten Muskeln durchzuführen, haben diese Methoden das Potenzial, die präklinische Entwicklungspipeline zu revolutionieren.

Induzierte pluripotente Stammzellmodelle (iPSC) werden zunehmend zu wichtigen Akteuren in der präklinischen Pipeline für die therapeutische Entdeckung und Entwicklung sowie für die biologische Grundlagenforschung und die Modellierung von Krankheiten 1,2,3,4,5. Kontraktile Gewebe wie Herz- und Skelettmuskeln, die aus iPS-Zellen gewonnen werden, bergen ein großes Potenzial für die Verbesserung der Vorhersagekraft menschlicher In-vitro-Studien, da die direkte Bewertung der Muskelkontraktionskraft und -kinetik quantitative Metriken zur Untersuchung der Gesamtgewebefunktion sind 4,6,7,8. Typischerweise wurden Messungen der kontraktilen Kraft entweder indirekt durch optische Verfolgung der Substratdurchbiegung 9,10 oder direkt durch Anheften von Zellen/Geweben an einen Kraftaufnehmer4,11,12 erhalten. Diese Methoden sind zwar genau, haben aber von Natur aus einen geringen Durchsatz und erfordern in der Regel hochqualifizierte Bediener zum Sammeln und Analysieren von Daten.
Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass die Magnetfeldsensorik diese Hindernisse umgeht und eine alternative Methode zur gleichzeitigen Beurteilung der künstlichen Muskelfunktion über mehrere Gewebekonstrukte hinweg darstellt13. Die Mantarray (Magnetometric Analyzer for eNgineered Tissue ARRAY) 3D-Kontraktilitätsplattform baut auf dieser Technologie auf und verwendet ein Gerät, das in der Lage ist, die Kontraktilität von künstlich hergestelltem Muskelgewebe auf hochparallele Weise zu messen, das die Komplexität von 3D-Zellmodellen mit einem Hochdurchsatz-Screeningnutzt 14. Die Plattform ermöglicht eine markierungsfreie, quantitative Echtzeitüberwachung der kontraktilen Funktion in Herz- und Skelettmuskelgewebe innerhalb oder außerhalb eines Standard-Zellkultur-Inkubators, wodurch die Notwendigkeit einer optisch-basierten kontraktilen Bildgebung und Analyse entfällt. Diese Technologie erleichtert den direkten Vergleich von gesunden und erkrankten Zelllinien und ermöglicht die Messung der Wirkung eines Arzneimittels auf kontraktile Gewebe, wodurch quantifizierbare In-vitro-Sicherheits- und Wirksamkeitsdaten für neue und bestehende therapeutische Verbindungen ermittelt werden.
Technisch hergestelltes 3D-Muskelgewebe kann mit der 24-Well-Gussplatte von Mantarray auf hochgradig reproduzierbare Weise zwischen zwei Pfosten hergestellt werden (Abbildung 1). Ein Pfosten ist starr, während der andere Pfosten flexibel ist und einen kleinen Magneten enthält. Wenn sich das Gewebekonstrukt zusammenzieht, verschiebt es den flexiblen Pfosten und den eingebetteten Magneten. Die EMT-Platte befindet sich innerhalb des Instruments, und die Nachverschiebung wird über eine Reihe von Magnetsensoren auf einer Leiterplatte unterhalb des Plattenhalters gemessen. Die gemessenen Änderungen des Magnetfeldes werden mit Hilfe eines mathematischen Algorithmus in absolute Kontraktionskraft umgerechnet. Das Gerät verwendet schnelle Datenabtastraten, um detaillierte Informationen über die Funktionsfähigkeit und den Reifegrad der untersuchten Zelltypen zu sammeln, einschließlich Kontraktionshäufigkeit, Geschwindigkeit und Zerfallszeit. Diese funktionellen Messungen können über alle 24 Wells hinweg gleichzeitig mit der magnetischen Sensorplattform oder einzeln und sequentiell mit herkömmlichen optischen Methoden durchgeführt werden.
Diese Studie beschreibt eine hochgradig reproduzierbare Methode zur Herstellung von 3D-Skelettmuskel- und Herzmikrogewebe in einem Hydrogel auf Fibrinbasis. Während einer kurzen, 80-minütigen Reaktion katalysiert Thrombin die Umwandlung von Fibrinogen in Fibrin und bietet ein Gerüst für die Entwicklung von Muskelzellen in suspendierter Kultur15. Stromazellen helfen beim Umbau der Matrix und Gewebe werden kontraktil, da Muskelzellen ein Synzytium innerhalb des Hydrogels bilden. Die Kontraktilität dieser Gewebe wurde unter Verwendung des magnetischen Sensoransatzes sowohl vor als auch nach der Exposition gegenüber Verbindungen analysiert, wodurch diese Modalität für die Verwendung in Dosis-Wirkungs-Arzneimittelstudien validiert wurde. Primäre menschliche Myoblasten aus einer gesunden Spenderbiopsie wurden kommerziell gewonnen und gemäß den Protokollen des Anbieters in 2D kultiviert. Die Zellen wurden unter Verwendung eines Skelettmuskelwachstumsmediums durch drei Passagen expandiert, um eine ausreichende Zellzahl für die Herstellung von 3D-Geweben zu erzeugen. Stromazellen und hiPSC-abgeleitete Kardiomyozyten wurden 3 Tage lang gemäß dem Protokoll des Herstellers kultiviert, um eine Erholung von der Kryokonservierung zu ermöglichen, bevor Zellen in Gewebe gegossen wurden. Es werden repräsentative Ergebnisse bereitgestellt, die die Arten von Datensätzen veranschaulichen, die mit der magnetischen Sensorplattform gesammelt werden können. Häufige Fallstricke, die mit der Erzeugung von künstlich hergestelltem Gewebe mit diesen Methoden verbunden sind, werden ebenfalls angesprochen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>100 &#181;m cell strainer&#160;</td>
			<td>CELLTREAT</td>
			<td>229485</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 mm cell culture dish</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>150466</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL Steriflip filter</td>
			<td>MilliporeSigma&#160;</td>
			<td>SCGP00525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 mL filter flask</td>
			<td>MilliporeSigma&#160;</td>
			<td>S2GVU05RE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-aminocaproic acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A2504</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17504044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardiosight Maintenance Medium</td>
			<td>NEXEL</td>
			<td>CM-002A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardiosight Plating Medium</td>
			<td>NEXEL</td>
			<td>CM-020A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-Pace EM stimulator&#160;</td>
			<td>IonOptix&#160;</td>
			<td>EM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curi Bio Muscle Differentiation Media Kit</td>
			<td></td>
			<td>Primary - DIFF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curi Bio Muscle Maintenance Media Kit</td>
			<td>Curi Bio</td>
			<td>Primary - MAINT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>D1306</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM, high glucose, GlutaMAX</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10566-016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dnase</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>11284932001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14190-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dystrophin antibody&#160;</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab154168</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>10082147</td>
			<td>Must be heat-inactivated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibrinogen (Bovine)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E8630</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutaraldehyde</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>354400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ham&#39;s F10</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11550043</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemacytometer&#160;</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>Z359629</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HS-27A Fibroblasts</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CRL-2496</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Skeletal Muscle Myoblasts&#160;</td>
			<td>Lonza&#160;</td>
			<td>CC-2580</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock 0.2 &#181;m syringe filter</td>
			<td>Corning</td>
			<td>431219</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock 10 mL syringe</td>
			<td>BH Supplies</td>
			<td>BH10LL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mantarray Instrument</td>
			<td>Curi Bio</td>
			<td>MANTA-24-B1</td>
			<td>System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mantarray Plate Kits</td>
			<td>Curi Bio</td>
			<td>MA-24-SKM-5</td>
			<td>Pack of 5 kits</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mantarray stimulation lid&#160;</td>
			<td>Curi Bio</td>
			<td>EM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel (ECM)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nexel Cardiosight-S, Cardiomyocytes</td>
			<td>NEXEL</td>
			<td>C-002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Microscope</td>
			<td>Nikon Ti2E</td>
			<td>MEA54000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pan Myosin Heavy Chain antibody&#160;</td>
			<td>DSHB</td>
			<td>MF-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(ethyleneimine)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P3143</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ROCK inhibitor</td>
			<td>StemCell Technologies</td>
			<td>Y-27632</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11875-093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Skeletal Muscle Growth Medium (SkGM-2)</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>CC-3245</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard 24-well plates</td>
			<td>Greiner</td>
			<td>M8812&#160;</td>
			<td>Other manufacturer&#39;s plates will not fit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard 6-well plates</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>140675</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stromal medium (DMEM + 20% FBS)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T175 Filter Flask</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>159910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T225 Filter Flask</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>159934</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thrombin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T4648</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan Blue solution, 0.4%</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>15250061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrypLE Select Enzyme (10x)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>A1217702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrypLE Select Enzyme (1x)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>12563011</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preclinical drug testing in scalable 3d engineered muscle tissues

Die genaue Modellierung von Gesundheits- und Krankheitszuständen in vitro ist für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien und Therapeutika von entscheidender Bedeutung. Bei Herz- und Skelettmuskelerkrankungen sind Kontraktionskraft und Kinetik wichtige Metriken für die Beurteilung der Muskelfunktion. Neue und verbesserte Methoden zur Erzeugung von künstlich hergestelltem Muskelgewebe (EMTs) aus induzierten pluripotenten Stammzellen haben die In-vitro-Krankheitsmodellierung für kontraktile Gewebe zuverlässiger gemacht. Die reproduzierbare Herstellung von Geweben aus suspendierten Zellkulturen und die Messung ihrer Kontraktilität ist jedoch eine Herausforderung. Solche Techniken sind oft mit hohen Ausfallraten behaftet und erfordern komplexe Instrumentierung und maßgeschneiderte Datenanalyseroutinen. Eine neue Plattform und ein neues Gerät, das 3D-EMTs in Verbindung mit einem markierungsfreien, hochparallelen und automatisierungsfreundlichen Kontraktilitätstest verwendet, umgehen viele dieser Hindernisse. Die Plattform ermöglicht die einfache und reproduzierbare Herstellung von 3D-EMTs unter Verwendung praktisch jeder Zellquelle. Die Kontraktilität des Gewebes wird dann über ein Instrument gemessen, das gleichzeitig 24 Gewebe misst, ohne dass komplexe Software-Analyseroutinen erforderlich sind. Das Gerät kann Kraftänderungen im Mikronewton zuverlässig messen, was ein dosisabhängiges Wirkstoff-Screening ermöglicht, um die Wirkung eines Medikaments oder Therapeutikums auf die kontraktile Leistung zu messen. Technisch hergestellte Gewebe, die mit diesem Gerät hergestellt werden, sind voll funktionsfähig, erzeugen bei elektrischer Stimulation zuckende und tetanische Kontraktionen und können in Kultur über Wochen oder Monate longitudinal analysiert werden. Hier zeigen wir Daten von Herzmuskel-EMTs unter akuter und chronischer Dosierung mit bekannten Giftstoffen, einschließlich eines Medikaments (BMS-986094), das nach Todesfällen von Patienten aufgrund unerwarteter Kardiotoxizität aus klinischen Studien gezogen wurde. Eine veränderte Funktion der Skelettmuskulatur in künstlich hergestellten Geweben als Reaktion auf die Behandlung mit einem Myosininhibitor wird ebenfalls vorgestellt. Diese Plattform ermöglicht es dem Forscher, komplexe, informationsreiche biotechnologisch hergestellte Modellsysteme in seinen Arbeitsablauf in der Wirkstoffforschung zu integrieren, ohne dass zusätzliche Schulungen oder Fähigkeiten erforderlich sind.

Watch this Scientific Journal Video about Preclinical Drug Testing in Scalable 3D Engineered Muscle Tissues at JoVE.com

Preclinical Drug Testing in Scalable 3D Engineered Muscle Tissues

Dieses Protokoll stellt Methoden zur Erzeugung von 3D-konstruiertem Herz- und Skelettmuskelgewebe bereit und beschreibt deren Verwendung in präklinischen Arzneimittel-Screening-Modalitäten. Die beschriebenen Methoden verwenden ein magnetisches Sensorsystem, um die gleichzeitige Beurteilung von 24 Geweben parallel zu ermöglichen.

Präklinische Arzneimitteltests in skalierbaren 3D-Muskelgeweben

Accurately modeling healthy and disease conditions in vitro is vital for the development of new treatment strategies and therapeutics. For cardiac and ...

Unsere Plattform verwendet 3D-konstruiertes Muskelgewebe und magnetische Sensorhardware, um die Kontraktilität über 24 Vertiefungen gleichzeitig zu messen. Dies bietet eine Methode mit höherem Durchsatz für die Bewertung neuer Therapeutika in vitro unter Verwendung von menschlichem Muskelgewebe. Unsere Gießmethode verbessert die Konsistenz und Reproduzierbarkeit bei der Herstellung von 3D-Muskelgewebe.Wir haben eine verschleißbare 24-Well-Gießplatte entwickelt, die mit magnetischer Sensorhardware für Kontraktilitätsmessungen und -analysen auf unserer Plattform ausgestattet ist. Diese Methode kann wertvolle Einblicke in die In-vitro-Krankheitsmodellierung, die Wirkstoffforschung und die Gentherapie für jede Muskelerkrankung liefern, die die Kontraktilität beeinflusst. Wir integrieren derzeit Motoneuronen in unsere 3D-Konstrukte, um auch ein neuromuskuläres Verbindungsmodell zu erstellen.Legen Sie zunächst ein vorgekühltes Gewebegussset auf einen kalten Block oder Eis in der Zellkulturhaube. Legen Sie die Gussplatte flach auf Eis. Fügen Sie Thrombin zum Basismedium hinzu, um die Thrombinlösung herzustellen, und bewegen Sie das Pfostengitter von der Gießplatte auf eine neue sterile 24-Well-Platte.Pipettieren Sie 50 Mikroliter Thrombinlösung in jede vorgekühlte Vertiefung der Gießplatte und setzen Sie das Gitter wieder auf das Kit. Legen Sie das Casting-Kit auf Eis beiseite. Als nächstes fügen Sie 500 Milliliter RPMI-Medium, 10 Milliliter B27 und 2,5 Gramm Aminocapronsäure oder ACA hinzu, um das Herz-EMT-Medium herzustellen.Nehmen Sie das EMT-Medium heraus, das zum Gießen des Gewebes verwendet wird, und fügen Sie 10 mikromolare ROCK-Inhibitoren hinzu. Bereiten Sie das Skelett-EMT-Medium vor, indem Sie 50 Milliliter F10-Medium und 0,25 Gramm Aminocapronsäure (ACA) für primäre Myoblasten hinzufügen. Verwenden Sie 0,1 Gramm ACA für IPSC-abgeleitete Myoblasten.Filtern Sie dann das ACA-haltige Gießmedium steril. Erwärmen Sie das Dissoziationsreagenz in Zellkulturqualität und ein gleiches Volumen EMT-Medium auf 37 Grad Celsius. Dieses erwärmte EMT-Medium wird verwendet, um das Dissoziationsreagenz zu verdünnen.Waschen Sie die Zellen mit PBS und fügen Sie das erwärmte Dissoziationsreagenz hinzu, um die Zellen anzuheben. Inkubieren Sie bei 37 Grad Celsius fünf Minuten lang oder bis sich die Zellen angehoben haben, und überprüfen Sie die Kulturen alle zwei bis drei Minuten, indem Sie auf die Seite der Platte klopfen. Sobald sich die Zellen angehoben haben, übertragen Sie sie in ein konisches 50-Milliliter-Röhrchen.Trituieren Sie mit einer P-1000-Pipette, um eine Einzelzellsuspension zu gewährleisten. Waschen Sie die Platte und den Kolben mit einem zusätzlichen EMT-Medium, um die restlichen Zellen aufzufangen und in das konische Röhrchen zu geben. Trituieren Sie die Zellen erneut, um eine Einzelzellsuspension zu gewährleisten.Fügen Sie EMT-Medium hinzu, um den Dissoziationsprozess zu beenden, und entnehmen Sie dann Proben der Zellsuspensionen für die Zellzählung. Führen Sie Zellzählungen mit einem automatischen Zellzähler oder einem Hämozytometer in Trypanblau durch. Schleudern Sie die Zellen vier Minuten lang bei 200 G, saugen Sie den Überstand ab und suspendieren Sie die Zellen erneut in fünf Millilitern des EMT-Basismediums, um das restliche Dissoziationsreagenz zu entfernen.Nach erneutem Zentrifugieren für vier Minuten wird der Überstand abgesaugt und die Zellsuspensionen in den entsprechenden Dichten hergestellt. Berechnen Sie das Volumen jeder Zelllösung, das erforderlich ist, um die gewünschte Anzahl von Geweben zu bilden, und pipettieren Sie das berechnete Zellvolumen in ein konisches 15-Milliliter-Röhrchen. Geben Sie 10 Mikroliter Fibrinogen pro EMT in die Zellsuspension und legen Sie sie auf Eis.Stellen Sie sicher, dass jedes EMT 90 Mikroliter Zellsuspension, 10 Mikroliter Fibrinogen und 50 Mikroliter Thrombinlösung im endgültigen Gewebekonstrukt enthält. Entfernen Sie in einer Zellkulturhaube den Deckel des Gewebegusskits und legen Sie die Gießplatte mit dem Pfostengitter flach auf das Eis. Mischen Sie die Zellfibrinogenmischung und ziehen Sie 100 Mikroliter mit einer P-200-Pipette auf.100 Mikroliter der Mischung in Vertiefungen geben, die mit 50 Mikrolitern Thrombinlösung vorbereitet sind, und fünfmal trituieren, um gut zu mischen. Schieben Sie die Pipette nicht über den ersten Anschlag hinaus und entfernen Sie die Spitze nach der Verreibung, um Blasen zu vermeiden. Mischen Sie die Zellsuspension im konischen Röhrchen, bevor Sie jedes Gewebe gießen.Halten Sie sowohl das Gitter als auch die Gießlochplatte gleichzeitig mit dem Zeigefinger und dem Daumen einer Hand fest, um eine Bewegung des Gitters zu vermeiden, oder lassen Sie die Platte flach auf Eis liegen und schaukeln Sie den Eiskübel, um in die Gießplatte zu sehen. Wiederholen Sie dies mit einer frischen P-200-Spitze für jedes Gewebe, bis alle Gewebe gegossen sind. Übertragen Sie das ausgesäte Kit vorsichtig in den Inkubator und inkubieren Sie es 80 Minuten lang bei 37 Grad Celsius.Als nächstes bereiten Sie eine frische 24-Well-Platte mit zwei Millilitern pro Well des EMT-Mediums für Herzgewebe vor und inkubieren Sie die Platte bei 37 Grad Celsius, um das Medium zu erwärmen. Nach der 80-minütigen Inkubation geben Sie vorsichtig einen Milliliter des EMT-Mediums an den Rand der Gießvertiefungen und inkubieren weitere 10 Minuten bei 37 Grad Celsius. Heben Sie nach 10 Minuten Inkubation das Pfostengitter vorsichtig an und übertragen Sie das Gewebe von der Gießplatte auf eine vorbereitete 24-Well-Platte mit dem erwärmten Medium.Zum Schluss bringen Sie die Platten mit den Geweben bei 37 Grad Celsius in den Zellkulturinkubator zurück. Eine erfolglose EMT-Produktion kann von katastrophalen Fehlern wie der Gewebeablösung von den Pfosten bis hin zu subtileren strukturellen Fehlern wie Luftblasen und ungleicher Gewebeablagerung um beide Pfosten reichen. EMT-Konstrukt einen Tag nach dem Gießen ist hier dargestellt.Skelettmuskelgewebe wurde ab dem Tag Null der Zellfusion und Hydrogelverdichtung in ein Differenzierungsmedium überführt. Vom siebten bis zum 28. Tag zeigte derselbe EMT eine etwas kürzere Gesamtlänge zwischen den beiden Pfosten und eine geringere Breite, wenn er durch den mittleren Abschnitt des EMT gemessen wurde. Vier Gewebeplatten wurden über einen Zeitraum von 21 Tagen verfolgt, wobei der EMT-Durchmesser während der gesamten Verdichtung verglichen wurde.Zeitpunkte zeigen eine konsistente EMT-Größe zwischen den Platten. Die maximale Verdichtung wird am 21. Tag erreicht, wenn der Matrixumbau stabilisiert wird. Die Immunhistochemie der EMTs ist hier dargestellt.EMTs wurden am 10. Tag der Kultur fixiert und in Paraffin eingebettet. Dünne Querschnitte wurden vor der Bildgebung mit Antikörpern gegen Myosin, schwere Ketten und Dystrophin gefärbt. Diese grafischen Bilder stellen die durchschnittliche absolute Zuckenkraft dar, die von den Herz-EMTs und den Skelett-EMTs im Laufe der Zeit gemessen wurde.Die akute und chronische Behandlung mit Doxorubicin in künstlich hergestelltem Herzgewebe wird hier gezeigt. Drei verschiedene Dosiskonzentrationen von Dox wurden entweder im Bolus verabreicht oder über einen Zeitraum von 27 Tagen kontinuierlich an künstlich hergestelltes Herzgewebe verabreicht. Die Dosis-Wirkungs-Beziehung gegenüber BDM in künstlich hergestelltem Skelettmuskelgewebe ist in dieser Abbildung dargestellt.Die Herzschlagfrequenz oder die Zuckenfrequenz hört dosisabhängig auf, zusammen mit einem Aufhören der kontraktilen Kraft, was auf eine Kardiotoxizität hinweist, wenn Rettungssanitäter dieser Verbindung ausgesetzt sind. Die wichtigsten Dinge, die Sie beim Gießen von Geweben beachten sollten, sind, dass Sie alles jederzeit kalt halten, einschließlich Ihrer Zellsuspension und Reagenzien, und das Pfostengitter nach Beginn des Gießens vollständig stationär zu halten.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

Herstellung, Charakterisierung und Einsatzmöglichkeiten von 3D-Tissue-Engineering Menschen Ösophagus-Schleimhaut-Modell

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Forschung

Biotechnik

Engineered 3D Silk-collagen-based Model of Polarized Neural Tissue

Engineered 3D Silk-Kollagen-basierten Modell von polarisiertem Neural Tissue

Despite huge efforts to decipher the anatomy, composition and function of the brain, it remains the least understood organ of the human body. To gain a ...

Engineered Vascularized Muscle Flap

Engineered Vaskularisierte Muskellappen

One of the main factors limiting the thickness of a tissue construct and its consequential viability and applicability in vivo, is the control of oxygen ...

Construction of Defined Human Engineered Cardiac Tissues to Study Mechanisms of Cardiac Cell Therapy

Bau von Defined Menschen Engineered Herzgewebe zur Untersuchung Mechanismen der Herzzelltherapie

Human cardiac tissue engineering can fundamentally impact therapeutic discovery through the development of new species-specific screening systems that ...

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

Ein kombiniertes 3D-Gewebezüchtungen<em&gt; In Vitro</em&gt; /<em&gt; In Silico</em&gt; Lungentumormodell für Hintergründe in bestimmten Mutations Drug Wirksamkeit vorhersagen

In the present study, we combined an in vitro 3D lung tumor model with an in silico model to optimize predictions of drug response based on a specific ...

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Anwendungen<em&gt; In Vivo</em&gt; Funktionstest der Ratte Vorderer Schienbeingewebe Skeletal Muscle Repair Engineered für die Bewertung

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from ...

Biomechanical Characterization of Human Soft Tissues Using Indentation and Tensile Testing

Biomechanische Charakterisierung humaner Weichgewebeproben mit Einrückungen und Zugprüfung

Regenerative medicine aims to engineer materials to replace or restore damaged or diseased organs. The mechanical properties of such materials should ...

Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening

Automatische Kontraktions Analyse menschlicher Engineered Herzgewebe für Herz Drug Safety Screening

Cardiac tissue engineering describes techniques to constitute three dimensional force-generating engineered tissues. For the implementation of these ...

Standardized and Scalable Assay to Study Perfused 3D Angiogenic Sprouting of iPSC-derived Endothelial Cells In Vitro

Standardisierter und skalierbarer Assay zur Untersuchung perfused 3D Angiogenic Sprouting of iPSC-derived Endothelial Cells In Vitro

Pre-clinical drug research of vascular diseases requires in vitro models of vasculature that are amendable to high-throughput screening. However, current ...

Advanced 3D Liver Models for In vitro Genotoxicity Testing Following Long-Term Nanomaterial Exposure

Erweiterte 3D-Lebermodelle für In-vitro-Genotoxizitätstests nach langfristiger Nanomaterial-Exposition

Due to the rapid development and implementation of a diverse array of engineered nanomaterials (ENM), exposure to ENM is inevitable and the development of ...