Plataforma de Quimiotaxis de Invasión Microfluídica para Co-Cultivo Neurovascular en 3D
Autores: Sokullu, Emel; Cücük, Zeynel Levent; Sarabi, Misagh Rezapour; Birtek, Mehmet Tugrul; Bagheri, Hesam Saghaei; Tasoglu, Savas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Plataforma de Quimiotaxis de Invasión Microfluídica para Co-Cultivo Neurovascular en 3D
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Microfabricación
Biomateriales
Chips microfluídicos
Ingeniería de tejidos
Hidrogel de GelMA
Ensayo microfluídico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los avances en microfabricación y biomateriales han permitido el desarrollo de chips microfluídicos para estudiar modelos de tejidos y órganos. Aunque estas plataformas se han desarrollado principalmente para modelar enfermedades humanas, también se utilizan para descubrir mecanismos celulares y moleculares a través de estudios in vitro, especialmente en el sistema neurovascular, donde los mecanismos fisiológicos y la arquitectura tridimensional (3D) son difíciles de reconstruir mediante ensayos convencionales. Un modelo de matriz extracelular (ECM) con una estructura estable que posea la capacidad de imitar de manera eficiente el entorno extracelular natural de la célula es útil para aplicaciones de ingeniería de tejidos. Las técnicas utilizadas convencionalmente para este propósito, por ejemplo, Matrigels, tienen desventajas debido a sus complejos procedimientos de fabricación, y en algunos casos, no son lo suficientemente eficientes en términos de funcionalidad y costos. Aquí, proponemos un protocolo de fabricación para un hidrogel de GelMA, que ha mostrado estabilidad estructural y la capacidad de imitar con precisión el entorno natural de la célula, dentro de un chip microfluídico utilizando co-cultivos de dos líneas celulares humanas. La composición química del GelMA sintetizado fue identificada mediante espectrofotometría infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), su morfología superficial fue observada mediante microscopía electrónica de emisión de campo (FESEM), y las propiedades estructurales fueron analizadas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM). El comportamiento de hinchamiento del hidrogel en el chip microfluídico fue registrado, y su porosidad fue examinada durante 72 horas mediante el seguimiento de la localización celular utilizando inmunofluorescencia. GelMA exhibió las propiedades biomecánicas deseadas, y la viabilidad de las células en ambas plataformas fue superior al 80% durante siete días. Además, GelMA fue una plataforma viable para estudios de cultivo celular 3D y fue estructuralmente estable durante largos períodos, incluso cuando se preparó mediante fotopolimerización en una plataforma microfluídica. Este trabajo demostró una estrategia viable para llevar a cabo experimentos de co-cultivo, así como para modelar eventos de invasión y migración. Este ensayo microfluídico puede tener aplicaciones en estudios de entrega de medicamentos y optimización de dosis.
Descripción
Los avances en microfabricación y biomateriales han permitido el desarrollo de chips microfluídicos para estudiar modelos de tejidos y órganos. Aunque estas plataformas se han desarrollado principalmente para modelar enfermedades humanas, también se utilizan para descubrir mecanismos celulares y moleculares a través de estudios in vitro, especialmente en el sistema neurovascular, donde los mecanismos fisiológicos y la arquitectura tridimensional (3D) son difíciles de reconstruir mediante ensayos convencionales. Un modelo de matriz extracelular (ECM) con una estructura estable que posea la capacidad de imitar de manera eficiente el entorno extracelular natural de la célula es útil para aplicaciones de ingeniería de tejidos. Las técnicas utilizadas convencionalmente para este propósito, por ejemplo, Matrigels, tienen desventajas debido a sus complejos procedimientos de fabricación, y en algunos casos, no son lo suficientemente eficientes en términos de funcionalidad y costos. Aquí, proponemos un protocolo de fabricación para un hidrogel de GelMA, que ha mostrado estabilidad estructural y la capacidad de imitar con precisión el entorno natural de la célula, dentro de un chip microfluídico utilizando co-cultivos de dos líneas celulares humanas. La composición química del GelMA sintetizado fue identificada mediante espectrofotometría infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), su morfología superficial fue observada mediante microscopía electrónica de emisión de campo (FESEM), y las propiedades estructurales fueron analizadas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM). El comportamiento de hinchamiento del hidrogel en el chip microfluídico fue registrado, y su porosidad fue examinada durante 72 horas mediante el seguimiento de la localización celular utilizando inmunofluorescencia. GelMA exhibió las propiedades biomecánicas deseadas, y la viabilidad de las células en ambas plataformas fue superior al 80% durante siete días. Además, GelMA fue una plataforma viable para estudios de cultivo celular 3D y fue estructuralmente estable durante largos períodos, incluso cuando se preparó mediante fotopolimerización en una plataforma microfluídica. Este trabajo demostró una estrategia viable para llevar a cabo experimentos de co-cultivo, así como para modelar eventos de invasión y migración. Este ensayo microfluídico puede tener aplicaciones en estudios de entrega de medicamentos y optimización de dosis.