Engineering poly (ethylene glycol) diacrylate-based microstructures to develop an in vitro model of small intestinal epithelium
- Autores: Alberto García Castaño
- Directores de la Tesis: Elena Martínez Fraiz (dir. tes.), Josep Samitier Martí (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Javier Santos Vicente (presid.), Ruth Ferrer Roig (secret.), Javier Ramón-Azcón (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
La major part del actuals models in vitro de cultiu cel·lular no reprodueixen l'anatomia dels teixits i el comportament fisiològic de les cèl·lules in vivo. Les tècniques de microfabricació es poden utilitzar per anar un pas més enllà dels models in vitro convencionals, basats en cultius 2D, i reproduir de forma fiable microambients del teixit viu. Per l'epiteli de l'intestí prim, aquest enfocament s'ha explorat a través de la fabricació de scaffolds de col·lagen i poly (làctic-co àcid glicòlic) que imiten les vellositats, utilitzant micromolding seqüencial. Encara que ha estat un enfocament innovador i interessant, la naturalesa dels materials emprats no permet l'ajust de les propietats del sistema i el mètode d'emmotllament és laboriós, requerint diverses etapes de intermedies.
Aquí es descriu un mètode senzill i ràpid per fabricar microestructures 3D similars a les vellositats. Utilitzem poli (etilenglicol) diacrylat (PEGDA) i àcid acrílic per formar hidrogels tous mitjançant fotolitografia. Hem demostrat que el nostre mètode permet produir monocapes funcionals de celules epitelials polaritzades(Caco-2).
Els hidrogels són materials polimèrics que formen xarxes 3D amb un alt contingut d'aigua, que permeten una fàcil difusió de factors solubles i oxygen. Els hidrogels fets de PEG posseeixen propietats químiques i mecàniques que es poden ajustar i s'han convertit en materials molt itilitzats com a substrat per cultivar cèl·lules. Per obtenir microestructures 3D similars a les vellositats, s’han utilitzat fotomáscares en un procés de polimerització depenent de llum UV. Per permetre l'adhesió cel·lular i el seu creixement, el PEGDA es va copolimeritzar amb l’àcid acrílic per treure profit dels grups carboxílics de l'àcid acrílic i incorporar-hi covalentment proteines de la matrix extracel·lular. Després de la fabricació i caracterització dels hidrogels microestructurats, es va optimitzar la fabricació per obtenir microestructures similars a les vellositats. Per validar la funcionalitat del nostre sistema, es van utilitzar cèl·lules epitelials (Caco-2). Els nostres resultats mostren que les Caco-2 van ser capaces d'adherir-se i dividir-se, i formar monocapes de cèl·lules epitelials polaritzades. També hem estat capaços de transferir amb èxit la plataforma dels hidrogels microestructurats als sistemes convencionals (Transwell®) per fer mesures quantitatives de la integritat de la barrera epitelial.
