Biohybrides Mikrofluidiksystem als Modell einer Blutkapillare zur Analyse der Extravasation von Tumorzellen

Abstract:
In dieser Arbeit stellen wir ein mikrofluidisches System vor, welches eine direkte Beobachtung des Extravasationsvorgangs von Tumorzellen durch eine in vitro Blutkapillarwand ermöglicht. Das System erlaubt die Analyse kontinuierlicher Effekte der Scherkraft, der Kontakte mit der Kapillarwand und der Gradienten-gerichteten Chemotaxis der Tumorzellen zu Homing-Faktoren. Es besteht aus zwei übereinanderliegenden Mikrokanälen, die von einer porösen Membran getrennt sind. Der durch die Membran abgeschlossene obere Kanal wird als 3D Gefäßäquivalent im offenen Zustand mit extrazellulärer Matrix beschichtet und anschließend mit Endothelzellen des Lymph- und Blutgefäßsystems besiedelt. Der untere Kanal wird kontinuierlich mit frischem Medium, mit oder ohne Homing-Faktoren versorgt. Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera kann das Verhalten der Tumorzellenzellen in dem Mikrokanal im Fluss sowie die Tumorzellextravasation in Echtzeit beobachtet und analysiert werden. Durch unseren Chip-Aufbau konnte eine (teilweise) konfluente Chip- und Membranbesiedelung erreicht werden. Weiterhin konnten wir bei einer Scherkraft von bis zu 1000 s^-1 (ca. 10 dyn/cm²) die Tumorzellhaftung erfolgreich zeigen.