Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Electric-field-induced permeabilization and fusion of embryonic amphibian cells. tech./dosim.

[Durch elektrische Felder induzierte Permeabilisierung und Fusion embryonischer amphibischer Zellen].

Veröffentlicht in: Exp Cell Res 1989; 184 (1): 207-218

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten adäquate experimentelle Bedingungen bestimmt werden, die Elektropermeabilisierung ("Durchlässigmachung") ohne Schaden gegenüber embryonalen amphibischen Zellen erlauben.

Hintergrund/weitere Details

Es wurde gezeigt, dass die Technik der Elektropulsation hoch-effizient bei der Förderung der Penetration/Durchdringung exogener Moleküle in lebende Zellen (Transfektion) und bei der Zellfusion in verschiedenen pflanzlichen, tierischen und bakteriellen Zell-Systemen ist. Die Einführung solcher exogener Verbindungen, d.h. Plasmide, in lebendige Zellen ist für embryologische Studien von Interesse.
Es wurden embryonale amphibische ektodermale Zellen aus der Pleurodeles waltl (Spanischer Rippenmolch)-Gastrula verwendet.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 1 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: 5 Pulse
Exposition 2: 1 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: 2 mal (mit 5 s Pause dazwischen) 3 Pulse

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 1 Hz
Typ
Expositionsdauer 5 Pulse
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 100 µs
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • electropulsator connected to a pair of parallel stainless steel electrodes
Aufbau The electrodes (5 or 10 mm apart) were dipped in half diluted Holtfreter's solution used as pulsating medium (1 mm thick, 4°C) and seeded against the bottom of the culture dish.
Zusatzinfo The whole procedure was performed on ice at 4°C.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 140 kV/m Maximum gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 1 Hz
Typ
Expositionsdauer 2 mal (mit 5 s Pause dazwischen) 3 Pulse
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 100 µs
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Zusatzinfo The electrodes were rotated 90° between the two sets of pulsation.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 190 kV/m Maximum gemessen - -

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Ergebnisse zeigen, dass embryonale Gastrula-Zellen der Amphibie P. waltl, sowohl frisch dissoziiert oder kultiviert für 5 Tage, permeabilisiert werden können, wenn sie einem externen elektrischen Feld unter Verwendung von Hochspannungs-Rechteckwellen-Pulsen unterworfen werden: 500 V/cm für isolierte sphärische Zellen und 150-200 V/cm für ausplattierte kultivierte Zellen.
Bei der Anwendung höherer Feldstärken (600 V/cm für frisch dissozierte Zellen und 300 V/cm für kultivierte Zellen) konnten ebenfalls Zellfusion und synzytiale Strukturen erreicht werden.
Isolierte sphärische Zellen hatten, direkt nachdem sie bei bei Stärken bis zu 600 V/cm "bepulst" wurden, eine Lebensfähigkeit von 100%. Oberhalb dieses Wertes wurde Zelllyse aufgedeckt, wobei beobachtet werden konnte, dass die nicht-lysierten Zellen sich auf einem Substrat ausbreiteten und normal ausdifferenzierten.
Für kultivierte ausplattierte Zellen fiel die Zelllebensfähigkeit mit steigender elektrischer Feldstärke. Nichtsdestotrotz blieben bei Feldstärken von weniger oder gleich 300 V/cm 100% der Zellen am Substrat angeheftet und differenzierten im Laufe der nachfolgenden 5 Tage normal aus.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch