ex-vivo-mimicry-of-normal-and-abnormal-human-hematopoiesis

<em>Ex vivo</em> Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis

Hematopoietic stem cells require a unique microenvironment in order to sustain blood cell formation1; the bone marrow (BM) is a complex three-dimensional ...

In this paper we report on the metabolic response of human hepatocytes grown on polyethersulfone membranes surface modified with a plasma-deposited acrylic acid coating and RGD peptide covalently immobilized through a "spacer arm" molecule. The modified surfaces were characterized by means of X-ray photoelectron spectroscopy and water contact angle measurements. The performance of modified and unmodified membranes was evaluated by assessing the expression of liver specific and biotransformation functions of human hepatocytes. Diclofenac, a non-steroidal anti-inflammatory drug, was used to investigate the biotransformation functions. Surface-modified membranes elicit specific cellular responses and induce hepatocytes to enhance the synthesis rate of albumin and urea, particularly in the presence of diclofenac. Also the biotransformation functions were expressed at high levels.

Biotransformation and liver-specific functions of human hepatocytes in culture on RGD-immobilized plasma-processed membranes.

Biotransformation und Leber-spezifische Funktionen von humanen Hepatozyten in der Kultur auf die Plasma-Membranen verarbeiteten RGD-immobilisiert.

In this study, we tested the ability of microporous membranes synthesised from a polymeric blend of modified polyetheretherketone (PEEK-WC) and polyurethane (PU) to support long-term maintenance and differentiation of human liver cells. The effect of isoliquiritigenin (ISL), which is a component of liquorice extract, exhibiting growth stimulatory and antiproliferative dose-dependent effect was investigated by comparing cultures treated with ISL with those untreated. To this purpose, flat-sheet membranes were prepared by a blend of PEEK-WC and PU polymers by phase inverse technique. The morphological and physico-chemical properties were characterised, respectively, by scanning electron microscopy and water contact angle measurements. Human hepatocytes cultured on PEEK-WC-PU membranes were constant up to 1 month albumin production and urea synthesis as well as the synthesis of total proteins. The liver-specific functions were expressed at high levels when cells were cultured on membranes with respect to collagen. Also the biotransformation functions were maintained for all culture periods: the ISL elimination rate increased during the culture time and high values were measured up to 22 days. Thereafter, a decrease was observed. ISL stimulated the proliferation of hepatocytes cultured on both substrata but did not affect their liver-specific functions. Hepatocytes cultured on PEEK-WC-PU membranes responded very well to ISL and expressed high levels of P450 cytochrome. These results demonstrated that long-term maintenance of human liver differentiation can be achieved on PEEK-WC-PU membranes. The incubation with ISL at the investigated concentration could stimulate the proliferation of human hepatocytes in biohybrid systems.

Effect of isoliquiritigenin on viability and differentiated functions of human hepatocytes maintained on PEEK-WC-polyurethane membranes.

Wirkung von Isoliquiritigenin auf Lebensf&#xE4;higkeit und differenzierten Funktionen von humanen Hepatozyten auf PEEK-WC-Polyurethan-Membranen erhalten.

An oxygen-permeable membrane bioreactor utilizing human hepatocytes has been tested in this study. In the bioreactor, human hepatocytes were cultured between flat-sheet gas-permeable polymeric membranes, which ensure the diffusion of O(2) and CO(2) providing a support for cell anchorage and growth and permit the online observation of the cells with an inverse microscope. This bioreactor allows a direct oxygenation of cells adhered on membranes and of the medium overlaying cells simulating in vivo sinusoidal organization. Human hepatocytes were cultured in the presence of some therapeutic molecules to assess the temporal liver-specific functions of the cells. Interleukin 6 (IL-6), which is a multifactorial proinflammatory cytokine involved in a variety of host defences and pathological processes, and diclofenac, an arylacetic non-steroidal anti-inflammatory drug, were used as therapeutic molecules. The aim of this study was to evaluate the in vitro performance of the small oxygen-permeable membrane bioreactor in the long-term maintenance and differentiation of human hepatocytes under in-vivo-like conditions. The fluid dynamics of the bioreactor were characterized before using it for human cell culture. The functional response to a step challenge in the medium of IL-6 (120 pg/ml), diclofenac (80 microm) and IL-6 and diclofenac together was investigated. The ability of hepatocytes to perform liver-specific functions in terms of urea and albumin synthesis, as well as secretion of total proteins, was maintained for 32 days. Also, the diclofenac biotransformation functions were sustained as the formation of the metabolites 4'-OH-diclofenac and 5-OH-diclofenac lactam demonstrated. This study attested the feasibility of the membrane bioreactor as an in vitro simple model system that allows human hepatocytes to be maintained in a differentiated state similar to that in vivo.

Long-term maintenance of human hepatocytes in oxygen-permeable membrane bioreactor.

In dieser Studie wurde ein Sauerstoff-durchl&auml;ssigen Membran-Bioreaktor mit menschliche Hepatozyten getestet. Im Bioreaktor wurden menschliche Hepatozyten zwischen Wohnung-Blatt Gas-durchl&auml;ssigen Polymere Membranen, kultiviert, die die Verbreitung von O(2) und CO(2), die eine Unterst&uuml;tzung f&uuml;r Zelle Anchorage und Wachstum zu gew&auml;hrleisten und die online Beobachtung der Zellen mit einem inversen Mikroskop zu erm&ouml;glichen. Diese Bioreaktor erm&ouml;glicht es eine direkte Sauerstoffversorgung der Zellen auf Membranen und des Mediums &Uuml;berlagern von Zellen, die Simulation von in-vivo sinusf&ouml;rmige Organisation eingehalten. Menschliche Hepatozyten wurden in Anwesenheit von einige therapeutische Molek&uuml;le zu beurteilen, die zeitlichen Leber-spezifischen Funktionen der Zellen kultiviert. Interleukin-6 (IL-6), die eine multifaktorielle Proinflammatory Cytokine beteiligt ist, in einer Vielzahl von Host Verteidigungen und pathologische Prozesse und Diclofenac, ein Arylacetic nicht-steroidale entz&uuml;ndungshemmende Medikament, als therapeutische Molek&uuml;le dienten. Ziel dieser Studie war, die in-vitro-Leistung des kleinen Sauerstoff-durchl&auml;ssigen Membran Bioreaktor in die langfristige Wartung und Differenzierung der menschlichen Hepatozyten unter Vivo-&auml;hnlichen Bedingungen zu bewerten. Die Fluiddynamik des Bioreaktors zeichneten sich vor der Verwendung f&uuml;r Humane Zellen. Die funktionelle Antwort auf einen Schritt im Medium der IL-6 (120 Pg/ml), Diclofenac (80 Microm) und IL-6 und Diclofenac zusammen wurde untersucht. Die F&auml;higkeit der Hepatozyten Leber-spezifischen Aufgaben in Bezug auf Harnstoff und Albumin Synthese sowie Absonderung von insgesamt Proteine, wurde 32 Tage lang aufrechterhalten. Die Diclofenac Biotransformation Funktionen wurden ebenfalls, als die Bildung der Metaboliten aufrecht 4&#39;-OH-Diclofenac und 5-OH-Diclofenac Lactam gezeigt. Diese Studie best&auml;tigt die Machbarkeit der Membran Bioreaktor als einfaches Modell in-vitro-System, mit die menschliche Hepatozyten in einem differenzierten Zustand &auml;hnlich wie in-vivo beibehalten werden kann.

Langfristige Erhaltung der menschlichen Hepatozyten in Sauerstoff-durchl&auml;ssigen Membran Bioreaktor.

New strategies aimed to surface modification of polymeric membranes are crucial to optimise cell-biomaterial interactions in vivo and in vitro biohybrid systems. In this paper, we investigated the surface modification of Polyethersulfone (PES) membranes by plasma polymerisation of acrylic acid monomers (PES-pdAA) and by immobilization of galactonic acid through a hydrophilic "spacer arm" molecule (PES-pdAA-SA-GAL). The modification steps were characterised by high resolution X-ray photoelectron spectroscopy. The performance of modified and unmodified membranes was evaluated by assessing the expression of liver specific biotransformation functions of pig and human hepatocytes. Human liver cells cultured on PES-pdAA-SA-GAL membranes displayed an enhanced albumin production, urea synthesis and protein secretion for 24 days of culture. The immobilisation of galactose derivative units on the membrane allowed specific interactions with hepatocytes biomimicking the cellular microenvironment and produced an improvement of the long-term maintenance and differentiation of human hepatocytes.

Galactose derivative immobilized glow discharge processed polyethersulfone membranes maintain the liver cell metabolic activity.

Neue Strategien zur Oberfl&auml;chenmodifizierung von Polymeren Membranen sind entscheidend f&uuml;r die Zelle-Biomaterial Interaktionen in Vivo und in vitro biohybride Systeme zu optimieren. In diesem Papier, wir untersucht die Oberfl&auml;chenmodifizierung von Polyethersulfon (PES) Membrane durch Plasma-Polymerisation von Acryls&auml;ure Monomere (SPE-PdAA) und Immobilisierung von Galactonic S&auml;ure durch eine hydrophile &quot;Abstandhalter Arm&quot; Molek&uuml;l (SPE-PdAA-SA-GAL). Die &Auml;nderung Schritte waren gepr&auml;gt von hoher Aufl&ouml;sung Photoelektronenspektroskopie R&ouml;ntgenspektroskopie. Die Leistung des modifizierten und unmodifizierten Membranen wurde durch die Beurteilung des Ausdrucks der Leber bestimmte Biotransformation Funktionen von Schwein und menschlichen Hepatozyten ausgewertet. Menschliche Leberzellen kultiviert auf PES-PdAA-SA-GAL-Membranen angezeigt eine erh&ouml;hte Albumin-Produktion, Harnstoff-Synthese und Protein Sekretion 24 Tage der Kultur. Die Immobilisierung der Galaktose abgeleitete Einheiten auf der Membran spezifische Wechselwirkungen mit Hepatozyten Biomimicking der zellul&auml;ren Mikromilieu zul&auml;ssig und eine Verbesserung der langfristigen Instandhaltung und Differenzierung der menschlichen Hepatozyten produziert.

Galaktose Derivative immobilisierte gl&uuml;hen Entlastung verarbeitet Polyethersulfon Membranen pflegen die Leberzelle metabolische Aktivit&auml;t.

The viability and liver specific functions of human hepatocytes in a multibore fiber bioreactor are reported. Human hepatocytes were cultured in the intraluminal compartment of the bioreactor. Human hepatocytes on the membranes maintained their round shape and showed focal adhesions as sites of interaction with the membrane surface. Cells in the bioreactor expressed liver specific functions, including synthetic and detoxification activity up to 14 d of culture. The results demonstrate that human hepatocytes cultured in the multibore fiber bioreactor are able to sustain the same in vivo liver functions in vitro.

Human hepatocyte morphology and functions in a multibore fiber bioreactor.

Die Lebensf&auml;higkeit und Leber bestimmte Funktionen eines menschlichen Hepatozyten in einem Bioreaktor multibore Faser werden gemeldet. Menschliche Hepatozyten wurden im Fach Intraluminal der Bioreaktor kultiviert. Menschliche Hepatozyten auf den Membranen ihre Runde Form beibehalten und fokale Adh&auml;sionen als Orte der Interaktion mit der Membranoberfl&auml;che zeigte. Zellen im Bioreaktor ausgedr&uuml;ckt Leber bestimmte Funktionen, einschlie&szlig;lich der synthetischen und Entgiftung Aktivit&auml;t bis zu 14 d Kultur. Die Ergebnisse zeigen, dass menschliche Hepatozyten in die multibore Faser-Bioreaktor kultivierten in-vivo Leber Funktionen in-vitro aufrechterhalten k&ouml;nnen.

Menschliche Hepatozyten Morphologie und Funktionen in einem Bioreaktor multibore Faser.

In this study we developed a PEEK-WC hollow fiber (HF) membrane bioreactor for the maintenance of human peripheral lymphocytes as model system for the in vitro investigation of disease pathogenesis, chemical effects and individual drug sensitivity. Peripheral lymphocytes isolated from donor's human buffy coat were cultured in the shell compartment of the PEEK-WC-HF bioreactor and stimulated with PHA 5microg/mL for the first 48h of culture to enhance cytokine production and cell proliferation. Thereafter, cells were cultured in the presence of Hypericum perforatum (St. John's wort) in order to induce cytochrome P450s enzymes, CYP2E, involved in the biotransformation of endogenous molecules and exogenous compounds. The metabolic activity of cells with respect to glucose consumption and oxygen uptake was maintained for all the culture time without the addition of mitogen. Two cytokines IL-2 and IL-10, which are specific pattern of lymphocytes T helper 1 and T helper 2, respectively, were produced in the bioreactor up to 14 days of culture. Lymphocytes were also able to biotransform acetaminophen through the formation of the main metabolite paracetamidofenil-beta-glucuronide, which is the product of glucuronidation reaction, as a result of the Hypericum perforatum administration that induced the catalytic activity of the CYP2E1. These results demonstrated the usefulness of the bioreactor as the support system that reproduces physiological parameters such as a constant perfusion of medium, nutrients and oxygen maintaining the in vitro integrity of lymphocyte viability and functions.

Human lymphocyte PEEK-WC hollow fiber membrane bioreactor.

In dieser Studie entwickelten wir eine PEEK-WC Hohlfaser (HF) Membran Bioreaktor f&uuml;r die Aufrechterhaltung der menschlichen peripheren Lymphozyten als Modellsystem f&uuml;r die in-vitro-Untersuchung der Pathogenese der Krankheit, chemischen Einfl&uuml;ssen und einzelne Droge-Empfindlichkeit. Periphere Lymphozyten aus menschlichen Spenders-buffy-Coat isoliert wurden im Fach Schale der PEEK-WC-HF-Bioreaktor kultivierten und stimuliert mit PHA 5microg/mL f&uuml;r die ersten 48 Stunden der Kultur zur Weiterverbreitung von Zytokin-Produktion und Zelle zu verbessern. Danach wurden Zellen in Anwesenheit von Hypericum Perforatum (Johanniskraut) kultiviert, um Zellfarbstoff P450s Enzyme, CYP2E, beteiligt die Biotransformation von endogenen Molek&uuml;len und exogene Substanzen zu induzieren. Die metabolische Aktivit&auml;t der Zellen in Bezug auf Glukose Verbrauch und Sauerstoffaufnahme wurde f&uuml;r alle Kulturzeit ohne Zusatz von Mitogen aufrechterhalten. Zwei Zytokine Il und IL-10, die bestimmte Muster von Lymphozyten T-Helfer-1 und T-Helfer-2, bzw. sind, wurden in den Bioreaktor bis 14 Tage Kultur produziert. Lymphozyten konnten auch Biotransform Paracetamol durch die Bildung der Hauptmetabolit Paracetamidofenil-Beta-Glucuronid, die das Produkt der Glucuronidierung Reaktion, aufgrund der Hypericum Perforatum-Verwaltung, die die katalytische Aktivit&auml;t der CYP2E1 induziert. Diese Ergebnisse wurde die N&uuml;tzlichkeit der Bioreaktor als Support-System, das physiologischen Parameter wie eine Konstante Perfusion des Mediums, N&auml;hrstoffe und Sauerstoff, die in-vitro-Integrit&auml;t der Lymphozyte Lebensf&auml;higkeit und Funktionen reproduziert.

Menschlichen Lymphozyten PEEK-WC-Hohlfaser-Membran-Bioreaktor.

An important challenge in liver tissue engineering is the development of bioartificial systems that are able to favour the liver reconstruction and to modulate liver cell behaviour. A crossed hollow fiber membrane bioreactor was developed to support the long-term maintenance and differentiation of human hepatocytes. The bioreactor consists of two types of hollow fiber (HF) membranes with different molecular weight cut-off (MWCO) and physico-chemical properties cross-assembled in alternating manner: modified polyetheretherketone (PEEK-WC) and polyethersulfone (PES), used for the medium inflow and outflow, respectively. The combination of these two fiber set produces an extracapillary network for the adhesion of cells and a high mass exchange through the cross-flow of culture medium. The transport of liver specific products such as albumin and urea together with the transport of drug such as diazepam was modelled and compared with the experimental metabolic data. The theoretical metabolite concentration differed 7.5% for albumin and 5% for urea with respect to experimental data. The optimised perfusion conditions of the bioreactor allowed the maintenance of liver functions in terms of urea synthesis, albumin secretion and diazepam biotransformation up to 18 days of culture. In particular the good performance of the bioreactor was confirmed by the high rate of urea synthesis (28.7 microg/h 10(6) cells) and diazepam biotransformation. In the bioreactor human hepatocytes expressed at high levels the individual cytochrome P450 isoenzymes involved in the diazepam metabolism. The results demonstrated that crossed HF membrane bioreactor is able to support the maintenance of primary human hepatocytes preserving their liver specific functions for all investigated period. This device may be a potential tool in the liver tissue engineering for drug metabolism/toxicity testing and study of disease pathogenesis alternatively to animal experimentation.

Human hepatocyte functions in a crossed hollow fiber membrane bioreactor.

Eine wichtige Herausforderung im Lebergewebe Engineering ist die Entwicklung von Bioartificial-Systeme, die die Leber Rekonstruktion zu bevorzugen und Leberzelle Verhalten modulieren k&ouml;nnen. Eine gekreuzte Hohlfaser-Membran-Bioreaktor wurde entwickelt, um die langfristige Wartung und Differenzierung der menschlichen Hepatozyten unterst&uuml;tzen. Bioreaktor besteht aus zwei Arten von Hohlfaser (HF) Membranen mit verschiedenen Molekulargewicht Cut-Off (MWCO) und physikalisch-chemischen Eigenschaften, die in wechselnder Weise Kreuz zusammengesetzten: Polyetheretherketon (PEEK-WC) und Polyethersulfon (PES), verwendet f&uuml;r die mittlere Zufluss und Abfluss, bzw. modifiziert. Die Kombination dieser beiden Faser Satz erzeugt ein extracapillary-Netzwerk f&uuml;r die Adh&auml;sion der Zellen und eine hohe Masse Exchange &uuml;ber den Querstrom-des N&auml;hrbodens. Der Transport der Leber spezifische Produkte wie Albumin und Harnstoff sowie den Transport von Drogen wie Diazepam wurde modelliert und im Vergleich zu den metabolischen Versuchsdaten. Die theoretische Metabolit Konzentration unterschieden sich 7,5 % f&uuml;r Eiwei&szlig; und 5 % f&uuml;r Harnstoff in Bezug auf experimentellen Daten. Die optimierte Perfusion-Bedingungen des Bioreaktors erlaubt die Wartung der Leber Funktionen hinsichtlich der Harnstoffsynthese, Albumin-Sekretion und Diazepam Biotransformation bis zu 18 Tage Kultur. Die gute Performance der Bioreaktor wurde insbesondere durch die hohe Rate der Harnstoffsynthese (28,7 Microg/h 10 6 Zellen) und Diazepam Biotransformation best&auml;tigt. Im Bioreaktor ausgedr&uuml;ckt menschliche Hepatozyten auf hohem Niveau einzelner Cytochrom P450 Isoenzymes die Diazepam-Stoffwechsel beteiligt. Die Resultate zeigten, dass gekreuzte HF-Membran-Bioreaktor die Aufrechterhaltung der prim&auml;ren menschlichen Hepatozyten, die Erhaltung ihrer Leber bestimmten Funktionen f&uuml;r alle untersuchten Zeitraum unterst&uuml;tzen kann. Dieses Ger&auml;t m&ouml;glicherweise einem potenziellen Hilfsmittel im Lebergewebe Engineering f&uuml;r Drogentests Stoffwechsel/Toxizit&auml;t und Studium der Krankheit Pathogenese Alternativ zu Tierversuchen.

Menschliche Hepatozyten-Funktionen in einem gekreuzten Hohlfaser-Membran-Bioreaktor.

The modulatory actions of GABA(A) receptor subunits are crucial for morphological and transcriptional neuronal activities. In this study, growth of hamster hippocampal neurons on biohybrid membrane substrates allowed us to show for the first time that the two major GABA(A) alpha receptor subunits (alpha(2,5)) are capable of early neuronal shaping plus expression differences of some of the main neuronal cytoskeletal factors (GAP-43, the neurotrophin--BDNF) and of Gluergic subtypes. In a first case the inverse alpha(5) agonist (RY-080) seemed to account for the reduction of dendritic length at DIV7, very likely via lower BDNF levels. Conversely, the effects of the preferentially specific agonist for hippocampal alpha(2) subunit (flunitrazepam) were, instead, directed at the formation of growth cones at DIV3 in the presence of greatly (P < 0.01) diminished GAP-43 levels as displayed by strongly reduced axonal sprouting. It is interesting to note that concomitantly to these morphological variations, the transcription of some Gluergic receptor subtypes resulted to be altered. In particular, flunitrazepam was responsible for a distinctly rising expression of axonal NR1 mRNA levels from DIV3 (P < 0.01) until DIV7 (P < 0.001), whereas RY-080 evoked a very great (P < 0.001) downregulation of dendritic GluR2 at only DIV7. Together, our results demonstrate that GABA(A) alpha(2,5) receptor-containing subunits by regulating the precise synchronization of cytoskeletal factors are considered key modulating neuronal elements of hippocampal morphological growth features. Moreover, the notable NR1 and GluR2 transcription differences promoted by these GABA(A) alpha subunits tend to favorably corroborate the early role of alpha(2) + alpha(5) on hippocampal neuronal networks in hibernating rodents through the recruitment and activation of silent neurons, and this may provide useful insights regarding molecular neurodegenerative events.

Distinct alpha subunits of the GABAA receptor are responsible for early hippocampal silent neuron-related activities.

Die modulierende Aktionen GABA(A) Rezeptor-Untereinheiten sind entscheidend f&uuml;r die morphologischen und transkriptionelle neuronalen Aktivit&auml;ten. In dieser Studie Wachstum der Zwerghamster Neuronen auf biohybride Membran Substraten erlaubt uns, zum ersten Mal zu zeigen, dass die beiden GABA(A) ER&alpha; Untereinheiten gro&szlig;en (alpha(2,5)) sind imstande sind fr&uuml;he neuronale gestalten sowie Ausdruck Unterschiede von einigen der neuronalen Zytoskelett Hauptfaktoren (GAP-43, Neurotrophin--BDNF) und von Gluergic Untertypen. Im ersten Fall die inverse alpha(5) schien Agonist (RY-080) zur Verringerung der dendritischen L&auml;nge f&uuml;r DIV7, sehr wahrscheinlich &uuml;ber unteren BDNF-Ebenen zu ber&uuml;cksichtigen. Umgekehrt die Auswirkungen der bevorzugt bestimmte Agonist f&uuml;r hippocampal alpha(2) Untereinheit (Flunitrazepam), stattdessen richteten bei der Bildung von Wachstum Zapfen am DIV3 in Anwesenheit von stark (P &lt; 0,01) GAP-43 Ebenen vermindert, wie stark reduzierter axonale sprie&szlig;en aufgef&uuml;hrt. Es ist interessant festzustellen, dass begleitend zu diesen morphologischen Abweichungen, die Transkription von einigen Gluergic-Rezeptor-Subtypen gef&uuml;hrt um ver&auml;ndert werden. Insbesondere Flunitrazepam war verantwortlich f&uuml;r eine deutlich steigende Ausdruck der axonalen NR1 mRNA-Stufen von DIV3 (P &lt; 0,01) bis DIV7 (P &lt; 0,001), w&auml;hrend RY-080 eine sehr gro&szlig;e hervorgerufen (P &lt; 0.001) Heraufregulation des dendritischen GluR2 bei nur DIV7. Zusammen zeigen unsere Ergebnisse, dass GABA(A) alpha(2,5) Rezeptor-haltigen Untereinheiten durch die Regelung der pr&auml;zisen Synchronisation Zytoskelett Faktoren modulierende Schl&uuml;sselelemente f&uuml;r die neuronale hippocampal morphologische Wachstum Funktionen betrachtet werden. Dar&uuml;ber hinaus kann die bemerkenswerte NR1 und GluR2-Transkription, die Unterschiede, die durch diese GABA(A) alpha-Untereinheiten gef&ouml;rdert tendenziell positiv best&auml;tigen die fr&uuml;hen Rolle der alpha(2) + alpha(5) auf hippocampal neuronalen Netzwerke in Winterschlaf Nagetiere durch die Rekrutierung und Aktivierung des stillen Neuronen, und dies n&uuml;tzliche Erkenntnisse &uuml;ber molekulare Neurodegenerative Veranstaltungen bieten.

Unterschiedliche alpha-Untereinheiten des GABAA-Rezeptors sind f&uuml;r fr&uuml;he hippocampal Stille Neuron-Aktivit&auml;ten verantwortlich.

The selection of appropriate biomaterials that promote cellular adhesion and growth is particularly important for the in vitro reconstruction of neuronal network. This study focused on the development of new polymeric membranes in flat and tubular (hollow-fibre) configurations as novel biomaterials for neuronal outgrowth. Two membrane systems constituted by modified polyetheretherketone (PEEK-WC) and polyacrylonitrile (PAN) membranes were developed and used for the culture of hamster hippocampal neurons. We demonstrated that all investigated membranes supported the adhesion and growth of hippocampal neurons enhancing neuronal differentiation and neurite alignment. The differences in cell behaviours between cells cultured on flat and hollow-fibre (HF) membranes were highlighted by the quantitative analysis of neuronal marker fluorescence intensity, morphometric analysis, RT-PCR analysis and also by metabolic activity measurements. In particular, the PAN HF membranes showed ideal growth culture conditions, guaranteeing adequate levels of metabolic features. Primary hippocampal cells cultured on PAN HF membranes were able to recreate in vitro a 3D neural tissue-like structure that, mimicking the hippocampal tissue, could be used as a tool for the study of natural and pathological neurobiological events. Copyright Â© 2011 John Wiley & Sons, Ltd.

Flat and tubular membrane systems for the reconstruction of hippocampal neuronal network.

Die Auswahl der geeigneten Biomaterialien, die zellulare Adh&auml;sion und Wachstum zu f&ouml;rdern ist besonders wichtig f&uuml;r die in-vitro-Rekonstruktion des neuronalen Netzes. Diese Studie konzentriert sich auf die Entwicklung neuer Polymere Membranen in flachen und tubul&auml;re (hohl-Faser) Konfigurationen als neuartige Biomaterialien f&uuml;r neuronale Auswuchs. Zwei Membransysteme, die von den ver&auml;nderten Polyetheretherketon (PEEK-WC) und Polyacrylnitril (PAN) Membranen entwickelt und f&uuml;r die Kultur der Zwerghamster Neuronen verwendet wurden. Wir bewiesen, dass alle untersuchte Membranen die Haftung und das Wachstum von Neuronen, die Verbesserung der neuronale Differenzierung und Neurit Ausrichtung unterst&uuml;tzt. Die Unterschiede in der Zelle Verhaltensweisen zwischen Zellen kultiviert auf flachen und hohl-Faser (HF) Membranen wurden hervorgehoben, indem die Quantitative Analyse der neuronalen Marker-Fluoreszenz-Intensit&auml;t, morphometrischer Analysen, RT-PCR-Analyse und auch metabolische Aktivit&auml;t Messungen. Insbesondere wuchsen die PAN HF-Membranen ideale Kulturbedingungen, angemessenes metabolische Funktionen zu gew&auml;hrleisten. Prim&auml;re hippocampale Zellen kultiviert auf PAN HF Membranen konnten in Vitro eine neuronale Gewebe-&auml;hnlichen 3D-Struktur zu erschaffen, die imitiert das hippocampale Gewebe, als Werkzeug f&uuml;r das Studium der nat&uuml;rlichen und pathologische neurobiologische Veranstaltungen verwendet werden k&ouml;nnen. Copyright &copy; 2011 John Wiley &amp; S&ouml;hne, Ltd.

Article	Year
Biotransformation and liver-specific functions of human hepatocytes in culture on RGD-immobilized plasma-processed membranes. Biomaterials\| PubMed ID: 15701372	2005
Effect of isoliquiritigenin on viability and differentiated functions of human hepatocytes maintained on PEEK-WC-polyurethane membranes. Biomaterials\| PubMed ID: 15927248	2005
Long-term maintenance of human hepatocytes in oxygen-permeable membrane bioreactor. Biomaterials\| PubMed ID: 16753210	2006
Galactose derivative immobilized glow discharge processed polyethersulfone membranes maintain the liver cell metabolic activity. Journal of nanoscience and nanotechnology\| PubMed ID: 17037840	2006
Human hepatocyte morphology and functions in a multibore fiber bioreactor. Macromolecular bioscience\| PubMed ID: 17457942	2007
Human lymphocyte PEEK-WC hollow fiber membrane bioreactor. Journal of biotechnology\| PubMed ID: 17905461	2007
Human hepatocyte functions in a crossed hollow fiber membrane bioreactor. Biomaterials\| PubMed ID: 19185912	2009
Distinct alpha subunits of the GABAA receptor are responsible for early hippocampal silent neuron-related activities. Hippocampus\| PubMed ID: 19338020	2009
Flat and tubular membrane systems for the reconstruction of hippocampal neuronal network. Journal of tissue engineering and regenerative medicine\| PubMed ID: 21706777	2012

Maria Rende

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