In vitro testování scaffoldů pro tkáňové inženýrství. Mgr. Jana Horáková

Podobné dokumenty
In vitro testování scaffoldů pro tkáňové inženýrství. Jana Horáková

Izolace nukleových kyselin

Seminář izolačních technologií

Testování scaffoldů pro tkáňové inženýrství

Metody používané v MB. analýza proteinů, nukleových kyselin

Molekulárně biologické metody v mikrobiologii. Mgr. Martina Sittová Jaro 2014

Metody používané v MB. analýza proteinů, nukleových kyselin

Izolace RNA. doc. RNDr. Jan Vondráček, PhD..

Izolace genomové DNA ze savčích buněk, stanovení koncentrace DNA pomocí absorpční spektrofotometrie

Imunochemické metody. na principu vazby antigenu a protilátky

Hybridizace nukleových kyselin

RNA Blue REAGENS PRO RYCHLOU PŘÍPRAVU ČISTÉ A NEDEGRADOVANÉ RNA (katalogové číslo R011, R012, R013)

IZOLACE, SEPARACE A DETEKCE PROTEINŮ I. Vlasta Němcová, Michael Jelínek, Jan Šrámek

Column DNA Lego Kit UNIVERZÁLNÍ SOUPRAVY PRO RYCHLOU IZOLACI ČISTÉ DNA (Katalogové číslo D201 + D202)

Metody používané v MB. analýza proteinů, nukleových kyselin

MOLEKULÁRNĚ BIOLOGICKÉ METODY V ENVIRONMENTÁLNÍ MIKROBIOLOGII. Martina Nováková, VŠCHT Praha

Implementace laboratorní medicíny do systému vzdělávání na Univerzitě Palackého v Olomouci. reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti ELEKTROMIGRAČNÍ METODY

GENOTOXICITA A ZMĚNY V GENOVÉ EXPRESI

MTI Cvičení č. 2 Pasážování buněk / Jana Horáková

MagPurix Blood DNA Extraction Kit 200

Výzkumné centrum genomiky a proteomiky. Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i.

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav biologie rostlin

Metody testování humorální imunity

DNA TECHNIKY IDENTIFIKACE ŽIVOČIŠNÝCH DRUHŮ V KRMIVU A POTRAVINÁCH. Michaela Nesvadbová

Elektromigrační metody

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti NUKLEOVÉ KYSELINY

METODY STUDIA PROTEINŮ

Enterotoxiny Staphylococcus aureus. Jana Kotschwarová Andrea Koťová

Diagnostické metody v analýze potravin. Matej Pospiech, FVHE Brno

Molekulárně biologické a cytogenetické metody

IMUNOANALÝZA elektroforetické separační metody. 3. ročník Klinická biologie a chemie

Konečná zpráva hodnocení různých způsobů přípravy vzorků pro AMPLICOR HPV test firmy Roche

Příprava vektoru IZOLACE PLASMIDU ALKALICKÁ LYZE, KOLONKOVÁ IZOLACE DNA GELOVÁ ELEKTROFORÉZA RESTRIKČNÍ ŠTĚPENÍ. E. coli. lyze buňky.

TESTOVÁNÍ GMO Praktikum fyziologie rostlin

Tkáňový homogenizátor MagNA Lyser od společnosti Roche

Interakce proteinu p53 s genomovou DNA v kontextu chromatinu glioblastoma buněk

Elektroforéza. Rozdělení proteinů na základě pohyblivosti v el. poli

IZOLACE DNA (KIT DNeasy Plant Mini)

Elektroforéza. Rozdělení proteinů na základě pohyblivosti v el. poli

ELEKTROFORETICKÁ SEPARACE NUKLEOVÝCH KYSELIN

Metody molekulární biologie

Praktický kurz Monitorování toxicity vybraných cytostatik pomocí MTT testu a real-time monitoringu xcelligence.

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav biologie rostlin

Serologické vyšetřovací metody

Veronika Janů Šárka Kopelentová Petr Kučera. Oddělení alergologie a klinické imunologie FNKV Praha

Metody práce s proteinovými komplexy

Fluorescenční sondy. Fluorescenční sondy. Indikátory pro anorganické ionty. Fluorescenční sondy pro využití v analytické chemii, medicíně a biologii

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

1. Metodika. Protokol č. F1-4 Metodika: Srovnávací analýza efektivity přípravy rekombinantního proteinu ve fermentoru

Přehled pracovišť pro trainee

Praktický kurz Příprava buněčného lyzátu, izolace celkové RNA pomocí kolonek/tripure reagent, stanovení koncentrace RNA

MagPurix Viral Nucleic Acid Extraction Kit

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Translace, techniky práce s DNA

laktoferin BSA α S2 -CN α S1 -CN Popis: BSA bovinní sérový albumin, CN kasein, LG- laktoglobulin, LA- laktalbumin

OBSAH. PP Master Mixy PPP Master Mix 12 Plain PP Master Mix 13 Combi PPP Master Mix 14

Pokročilé biofyzikální metody v experimentální biologii

LRR/BUBCV CVIČENÍ Z BUNĚČNÉ BIOLOGIE 3. TESTY ŽIVOTASCHOPNOSTI A POČÍTÁNÍ BUNĚK

DIAGNOSTICKÝ KIT PRO DETEKCI MINIMÁLNÍ REZIDUÁLNÍ CHOROBY U KOLOREKTÁLNÍHO KARCINOMU

DIAGNOSTICKÝ KIT PRO DETEKCI MINIMÁLNÍ REZIDUÁLNÍ CHOROBY U KARCINOMU PANKREATU

MagPurix Viral/Pathogen Nucleic Acids Extraction Kit B

První testový úkol aminokyseliny a jejich vlastnosti

Téma: Testy životaschopnosti a Počítání buněk

Moderní nástroje pro zobrazování biologicky významných molekul pro zajištění zdraví. René Kizek

Prezentace navazuje na základní znalosti z biochemie (lipidy, proteiny, sacharidy) Dynamický fluidní model membrány 2008/11

Zkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:

Biologie buňky. systém schopný udržovat se a rozmnožovat

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Analýza magnetických mikročástic mikroskopií atomárních sil

Pokračování kultivačních metod

Molekulární diagnostika

Metoda Live/Dead aneb využití fluorescenční mikroskopie v bioaugmentační praxi. Juraj Grígel Inovativní sanační technologie ve výzkumu a praxi

Seminář izolačních technologií

J09 Průkaz nukleové kyseliny

PROTEINOVÁ DENATURUJÍCÍ ELEKTROFORÉZA (SDS PAGE)

Porovnání cytotoxicity organických sloučenin navázaných na vzduchové částice

1. Definice a historie oboru molekulární medicína. 3. Základní laboratorní techniky v molekulární medicíně

~ 10 base pairs (3.4 nm)

Determinanty lokalizace nukleosomů

RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D. Katedra zoologie PřF UP Olomouc 2008/11. *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

DIAGNOSTICKÝ KIT PRO DETEKCI MINIMÁLNÍ REZIUDÁLNÍ CHOROBY MRD EGFR

Stanovení koncentrace (kvantifikace) proteinů

Tematické okruhy k SZZ v bakalářském studijním oboru Zdravotní laborant bakalářského studijního programu B5345 Specializace ve zdravotnictví

MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE. 2. Polymerázová řetězová reakce (PCR)

Mikrobiologické diagnostické metody. MUDr. Pavel Čermák, CSc.

Základní praktická cvičení z molekulární biologie

Určeno pro obecné laboratorní užití. Není určeno pro použití v diagnostických postupech. POUZE PRO POUŽITÍ IN VITRO.

MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE CZ.1.07/2.2.00/ Metodologie molekulární fylogeneze a taxonomie hmyzu Bi7770 Andrea Tóthová

Optimalizace metody PCR pro její využití na vzorky KONTAMINOVANÝCH PITNÝCH VOD

Vizualizace DNA ETHIDIUM BROMID. fluorescenční barva interkalační činidlo. do gelu do pufru barvení po elfu SYBR GREEN

STANOVENÍ CYTOTOXICITY LÉČIV IN VITRO (XTT ASSAY)

Fluorescenční mikroskopie

SDS polyakrylamidová gelová elektroforéza (SDS PAGE)

Polymerázová řetězová reakce. Základní technika molekulární diagnostiky.

Polymorfismus délky restrikčních fragmentů (RFLP)

Molekulární základy dědičnosti. Ústřední dogma molekulární biologie Struktura DNA a RNA

TECHNICKÁ SPECIFIKACE Vybavení genetické laboratoře pro projekt EXTEMIT-K část B

Sbohem, paní Bradfordová

Transkript:

In vitro testování scaffoldů pro tkáňové inženýrství Mgr. Jana Horáková 9.12.2015

Proces tkáňového inženýrství 1. Návrh nosiče Seznámení se s problematikou dané tkáně/orgánu Návrh nosiče pro danou aplikaci 2. Příprava a charakterizace nosiče 5. Klinické testy Klinické testy Klinická praxe 4. Testování in vivo Testování in vivo 3. Testování in vitro Cytotoxicita nosiče Testy adheze a proliferace, migrace Testy buněčné de/diferenciace Preklinické testy

Hemokompatibilita nosiče Implantabilní ZP testování interakcí materiálu s krví Ovlivnění hemolýzy, koagulace, interakce s trombocyty

Hemokompatibilita nosiče ISO 10993-4 Biologické hodnocení zdravotnických prostředků Výběr zkoušek na interakce s krví 5 kategorií zkoušek: 1. Trombóza (procento okluze, mi, SEM) 2. Koagulace (PTT, koagulační fa) 3. Destičky (počet, agregace, specifické markery) 4. Hematologie (hemolýza, dif) 5. Systém komplementu

Hemokompatibilita nosiče

Hemokompatibilita nosiče

Cytotoxicita ISO 10993-5 Biologické hodnocení zdravotnických prostředků Zkouška na cytotoxicitu in vitro 3 kategorie zkoušek: extrakt/přímý styk/nepřímý styk posouzení poškození buněk morfologickými prostředky měření poškození buněk měření růstu buněk měření specifických aspektů buněčného metabolismu

Cytotoxicita Positivní kontrola materiál vyvolávající reprodukovatelnou cytotoxickou odezvu (PUR, fenol) Slepý vzorek extrakční činidlo bez vzorku Negativní kontrola materiál, který nevyvolává cytotoxickou odezvu (HMWPE) Extrakční činidlo kultivační médium se sérem, fyziologický roztok Podmínky extrakce dle povahy a účelu použití ZP (24 h, 37 C)

Cytotoxicita nosiče II Kontaktní cytotoxicita vložení testovaného materiálu do kultivační jamky s buňkami sledování morfologie buněk v blízkosti zkoumaného materiálu = Zkouška přímým stykem Nontoxic Cytotoxic

Cytotoxicita nosiče II Zkouška nepřímým stykem: Zkouška difúzí agarem

Cytotoxicita Zkouška na cytotoxicitu příjmem neutrální červeně Zkouška na cytotoxicitu MTT/XTT 1. den: nasazení buněk do 96-jamkových destiček (1x10 4 buněk/jamku) inkubace 24 hodin 2. den: mikroskopická kontrola buněk, odsátí kultivačního média přidání extraktů (alespoň 4 koncentrace, positivní, negativní kontroly, médium slepý vzorek) 3. den: mikroskopická kontrola buněk, odsátí média/extraktů přidání 50 μl MTT 2h inkubace odsátí, přidání 100 μl IPA měření při 570 a 650 nm Analýza dat: Viabilita (%)= 100 OD 570e /OD 570b OD 570e střední hodnota změřené absorbance extraktů OD 570b střední hodnota změřené absorbance slepých vzorků

Metabolické testy MTT, MTS, XTT, WST Nepřímá kvantifikace buněk měření jejich metabolické aktivity

Metabolické testy MTT MTS one step MTT XTT WST (Water soluble tetrazolium salts)

Absorbance Cytotoxicita nosiče Výluhy tkáňového nosiče v polárním a nepolárním rozpouštědle přidání do média při kultivaci buněk Koncentrační řada výluhů měření buněčné viability nejčastěji po 24-hodinové inkubaci stanovení cytotoxické koncentrace 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

Cytotoxicita

Kultivace buněk na testovaném materiálu Viz praktická cvičení MTI Nasazení buněk na testovaný materiál sledování buněčné adheze a proliferace Doba kultivace, intervaly testování, počet buněk Statická vs dynamická kultivace Metody: Metabolické testy Fluorescenční mikroskopie Kvantifikace DNA Elektronová mikroskopie

Statická vs dynamická kultivace

Dynamická kultivace

Bioreaktory

Dynamická kultivace tubulárních vzorků

Fluorescenční mikroskopie Barvení buněčných struktur: Jádra PI, DAPI, Hoechst Cytoplasma fluorescein Specifické barvení fokální adheze (vinkulin, tallin), specifické buněčné receptory

Fluorescenční mikroskopie Kvantifikace počet buněk na ploše (zorné pole/počítací Gundersonovo okénko) po obarvení buněčných jader Spreading míra rozprostření buňky na materiálu vypovídá o buněčné adhezi

LIVE/DEAD assay Rozlišení živých a mrtvých buněk: mrtvé buňky se barví červeně (PI/ethidium pronikne poškozenou membránou do jádra buňky), živé buňky se barví zeleně (neporušená membrána PI se nedostane do jádra; calcein)

Elektronová mikroskopie Kvalitativní (semikvantitativní) hodnocení Sledování buněčné adheze po nasazení buněk na materiál (v řádu několika hodin) Proliferace buněk po povrchu scaffoldu během kultivace vytvoření monolayeru buněk

Yarrow et al. BMC Biotechnology 2004 4:21 Testy buněčné migrace

Testování buněčné diferenciace Důležité sledování při kultivaci kmenových buněk ovlivnění jejich diferenciace růstovými faktory, mechanickými signály Některé buněčné linie dediferencují (chondorcyty) sledování jejich fenotypu Využití metod molekulární biologie detekce syntézy RNA pro dané proteiny (RT PCR), detekce proteinů (ELISA, IFL)

Kvantifikace DNA Nejpřesnější stanovení počtu buněk Izolace DNA (lýza buněk, odstranění proteinů, precipitace DNA ethanolem, rozpuštění DNA ve vodě nebo v pufru) 1. krok při práci s NK 2 typy izolace: 1. Fenol-chloroformová extrakce: standard, spolehlivé, levné x zdlouhavé, pracné 2. Adsorpční metoda vazba DNA na silikátovou kolonku

Izolace DNA pevné tkáně či rostlinné buňky nutno mechanicky rozrušit (homogenizátory) detergenty lýza buněk a denaturace proteinů (např. Triton X-100) EDTA, diethylpyrokarbonát (DEPC) aj. potlačení aktivity nukleáz přítomných ve vzorku odstranění druhé nežádoucí NK v závislosti na izolovaném typu (RNáza A, DNáza I)

lýza buněk Fenol-chloroformová extrakce přídavek směsi fenol:chloroform (1:1) denaturace proteinů a rozpouštění tuků centrifugace oddělení spodní organické fáze (fenol +chloroform), mezifáze (denaturované proteiny, zbytky buněk) a horní vodné fáze s rozpuštěnými NK pro dokonalé odstranění proteinů nutno extrakci opakovat, v závěrečném kroku přidat pouze chloroform (odstranění stopového množství fenolu z vodné fáze) vysrážení NK z vodné fáze přídavkem chlazeného 100% EtOH, zamražení na -80 C (30 60 min.) centrifugace odstranění supernatantu odsolení sedimentu (vysrážené NK) pomocí 70% EtOH vysušení sedimentu získaná NK se rozpustí v TE pufru (Tris-EDTA, ph 8) nebo deionizované vodě

Adsorpce NK na silikátový povrch adsorpce NK na silikátový povrch kolony v přítomnosti chaotropních solí (jodid sodný, ionty guanidinu) závisí na koncentraci solí a ph prostředí uvolnění NK z kolony přídavkem vody nebo pufru s vysokou iontovou silou, který neobsahuje chaotropní soli této moderní techniky se využívá ve většině dostupných komerčních souprav pro rutinní izolace plazmidů, DNA a RNA

Kvantifikace DNA 1) Spektrofotometrie konjugované elektrony heterocyklických bází NK specificky absorbují UVzáření v rozmezí 230 až 320 nm s absorpčním maximem při 260 nm hodnota absorbance při 260 nm se využívá k výpočtu koncentrace NK Pro správné určení koncentrace NK na základě absorbance při 260 nm je nezbytná čistota vzorku! posouzení čistoty vzorku na základě poměru absorbancí A 260 /A 280 pro čistý vzorek NK se výsledné hodnoty poměru nacházejí v rozmezí 1,8-2,0

Kvantifikace DNA Spektrofotometrie absorpce DNA při 260 nm (čistota DNA- poměr 260/280 nm) - Malá senzitivita - Nulová specifita - Velké množství vzorku

Kvantifikace DNA 2. PicoGreen assay: izolace DNA spektrofluorimetrické stanovení množství DNA

Polymerase chain reaction (Polymerázová řetězcová reakce) Namnožení specifického úseku DNA Analýza genu Genová exprese (RT PCR) Kvantifikace DNA (qpcr) 3 kroky (několikrát opakovány): 1. Denaturace rozpletení ds DNA ss DNA 2. Annealing Nasednutí primerů na specifická místa ss DNA 3. Polymerace syntéza DNA (termostabilní DNA polymeráza) PCR

PCR - obvykle 20-40 x opakování, trvání 2 4 hodiny - amplifikace teoreticky geometrickou řadou po 30 opakováních 2 30 (107 mil.) kopií - účinnost ale pouze cca 80% - v 1.cyklu: vzniká řetězec nespecifické délky (syntéza ukončena při změně teploty) - v dalších cyklech: vznikají řetězce specifické délky, odpovídají vzdálenosti vymezené nasednutím primerů

Termocycler

RT PCR Sledování exprese genu na úrovni mrna přepis do DNA pomocí reverzní transkripce (RT) c DNA

Detekce specifických proteinů Imunofluorescenční/imunohistochemické barvení Elektroforéza Western blot

Elektroforéza Princip: dělení nabitých částic na základě různých elektroforetických pohyblivostí

Princip separace - pentózofosfátová kostra všech nukleových kyselin nese při neutrálním ph stejně velký záporný náboj fragmenty ve stejnosměrném elektrickém poli migrují ke kladné elektrodě (+) - anodě a rychlost této migrace je závislá výhradně na jejich velikosti. kratší fragmenty putují rychleji a urazí větší vzdálenost než fragmenty delší - gel tvoří síťovitou strukturu s póry, brzdí pohyb NK

Horizontální elektroforéza Agarózový gel Nanášení vzorků

SDS elektroforéza ELFO na PAGE v přítomnosti SDS (Sodium Dodecyl Sulphate, dodecylsíran sodný) SDS denaturuje proteiny, uděluje jim uniformní záporný náboj

Detekce - elektroforéza Barvení DNA - ethidium bromid

Western blot 1. Elektroforéza rozdělení proteinů, např. SDS- PAGE 2. blotting přenos na membránu, např. elektroforeticky 3. detekce (většinou imunodetekce)

Užitečné odkazy https://www.youtube.com/watch?v=ufu8aie4 QFI http://byl-jednou-jedenzivot.nikee.net/index.php?video=1 https://www.youtube.com/watch?v=wfryhxj uhsi