正常な細胞培養と比較して、ポリジメチルシロキサンベースのデバイスにおけるタモキシフェン治療に対する異なるin vitro細胞反応

ポリジメチルシロキサン (PDMS) マイクロ流体デバイスに基づく細胞培養システムは、その簡単な製造と適応性により、優れた柔軟性を提供します。また、PDMS デバイスを使用すると、並行実験のセットアップが簡単になり、プロセスの自動化が促進され、創薬プロセスがスピードアップする可能性があります。ただし、PDMS ベースのシステムで増殖した細胞は、容器の表面の違いにより、従来の培養システムで増殖した細胞とは異なる方法で増殖する可能性があります。マイクロ流体細胞培養デバイスに関する研究の数は増えているにもかかわらず、PDMS ベースのデバイスと通常の細胞培養システムにおける細胞の挙動の違いはあまり特徴付けられていません。この研究では、コーティングされていないPDMSウェルとパリレン-CでコーティングされたPDMSウェルで培養したMCF7細胞の増殖とオートファジーを調査しました。私たちが開発した固相抽出と液体クロマトグラフィー質量分析を組み合わせた定量的方法を使用して、コーティングされていないPDMSウェルの表面へのタモキシフェンの取り込みが培地中の薬物の有効濃度を変化させ、タモキシフェン誘発オートファジーおよび細胞毒性アッセイの結果に影響を与える可能性があることを示しました。。このような変化は、in vitro 実験を従来の培養環境から PDMS ベースのマイクロ流体システムに移行する前に注意深く分析する必要があります。また、パリレン C でコーティングされた PDMS ウェルで培養された細胞は、標準的なポリスチレン (PS) プレートで培養された細胞と同様の増殖および薬物応答特性を示すこともわかりました。これは、パリレン C の堆積が、多孔質への小分子の取り込みを制限する簡単な方法を提供することを示しています。PDMS 材料を使用すると、細胞関連研究用の PDMS ベースのデバイスのパフォーマンスが大幅に向上します。

Cell culture systems based on polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic devices offer great flexibility because of their simple fabrication and adaptability. PDMS devices also make it straightforward to set up parallel experiments and can facilitate process automation, potentially speeding up the drug discovery process. However, cells grown in PDMS-based systems can develop in different ways to those grown with conventional culturing systems because of the differences in the containers' surfaces. Despite the growing number of studies on microfluidic cell culture devices, the differences in cellular behavior in PDMS-based devices and normal cell culture systems are poorly characterized. In this work, we investigated the proliferation and autophagy of MCF7 cells cultured in uncoated and Parylene-C coated PDMS wells. Using a quantitative method combining solid phase extraction and liquid chromatography mass spectrometry we developed, we showed that Tamoxifen uptake into the surfaces of uncoated PDMS wells can change the drug's effective concentration in the culture medium, affecting the results of Tamoxifen-induced autophagy and cytotoxicity assays. Such changes must be carefully analyzed before transferring in vitro experiments from a traditional culture environment to a PDMS-based microfluidic system. We also found that cells cultured in Parylene-C coated PDMS wells showed similar proliferation and drug response characteristics to cells cultured in standard polystyrene (PS) plates, indicating that Parylene-C deposition offers an easy way of limiting the uptake of small molecules into porous PDMS materials and significantly improves the performance of PDMS-based device for cell related research.