Cell culture chips for simultaneous application of topographical and electrical cues enhance phenotype of cardiomyocytes
Notice bibliographique
Résumé
In vivo, cardiomyocytes are exposed to multiple biochemical and physical cues including topographical and electrical cues. During prolonged in vitro cultivation in standard tissue culture set-ups, cardiomyocytes are known to de-differentiate due to the lack of appropriate micro-environmental cues. Most currently available cell culture systems provide only a single biophysical cue, thus development of advanced cell cultivation systems incorporating multiple cues is urgently needed. We report here the development of a microfabricated system, incorporating topographical and electrical cues on a single chip, which enables cultivation of differentiated cardiomyocytes. The cell culture chips were created by hot embossing of polystyrene, to create microgrooves and microridges of precisely defined depth, width and periodicity. Substrates consisting of 0.5 microm-wide grooves and 0.5 microm-wide ridges (1 microm period) and those consisting of 3 microm-wide grooves and 1 microm-wide ridges (4 microm period) were investigated, with smooth surfaces used as controls. The depth of the microgrooves was 400 nm. The two gold electrodes were electrodeposited 1 cm apart such that the microgrooves in-between were oriented either parallel or perpendicular to the electrodes, enabling studies of interaction between topographical and electrical cues. Neonatal rat cardiomyocytes cultivated on microgrooved substrates for 7 days were elongated and aligned along the microgrooves forming a well developed contractile apparatus, as evidenced by sarcomeric alpha-actinin staining, with a more pronounced effect on substrates with 1 microm compared to 4 microm periodicity. Importantly, simultaneous application of biphasic electrical pulses and topographical cues resulted in gap junctions confined to the cell-cell end junctions rather than the punctate distribution found in neonatal cells. Electrical field stimulation further enhanced cardiomyocyte elongation when microgrooves were oriented parallel to the electric field. Due to the compatibility of the described cell culture chips with fluorescence and optical microscopy as well as the ability to independently control field stimulation parameters, biochemical and topographical cues on each chip, this system may in the future become a useful tool in drug development and maturation of cardiomyocytes derived from stem cells.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».