Summary
حقول علاج الورم (تفيلدس) هي طريقة فعالة لمكافحة ورم العلاج تسليمها عن طريق تطبيق مستمر، غير موسع من منخفض الكثافة، وسيطة التردد، والتناوب المجالات الكهربائية. تفيلدس تطبيق لخطوط الخلايا باستخدام تفيلدس في نظام تطبيق المختبر يسمح لتحديد التردد الأمثل الذي يؤدي إلى أعلى انخفاض في عدد الخلايا.
Abstract
ورم علاج الحقول (TTFields) ما يقدر طريقة علاج فعال تسليمها عبر مستمر، وتطبيق موسع من انخفاض الكثافة (1-3 V / سم)، بالتناوب المجالات الكهربائية في مدى التردد من عدة مئات من كيلو هرتز. ويتم دراسة TTFields في زراعة الأنسجة خارج باستخدام TTFields في تطبيق نظام المختبر، والذي يسمح لتطبيق الحقول الكهربائية الترددات وشدة لأطباق بتري السيراميك متفاوتة مع ثابت العزل الكهربائي العالي (ɛ> 5000). تتعرض خطوط الخلايا السرطانية مطلي coverslips على في الجزء السفلي من أطباق بتري السيراميك لTTFields تسليمها في اتجاهين متعامدين على ترددات مختلفة لتسهيل الاختبارات نتائج العلاج، مثل عدد الخلايا والمقايسات مولد الرمع. توضح النتائج المعروضة في هذا التقرير أن وتيرة الأمثل للTTFields فيما يتعلق بكل من عدد الخلايا والمقايسات مولد الرمع هو 200 كيلو هرتز لكل من خلايا المبيض والورم.
Introduction
ورم الحقول علاج (TTFields) هي طريقة لمكافحة الإنقسامية لعلاج ورم أرومي الأشكال وأنواع السرطان الأخرى المحتملة. يتم تسليم الحقول عن طريق التطبيق المستمر من انخفاض الكثافة (1-3 V / سم)، متوسطة التردد (100-500 كيلو هرتز)، بالتناوب المجالات الكهربائية لمنطقة الورم 1، 2. تم عرض تطبيق TTFields في التجارب المختبرية والحية لمنع كل من نمو مختلف خطوط الخلايا السرطانية وتطور الأورام في عدة نماذج ورم الحيوان 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7. التجارب السريرية التجريبية والدراسات العشوائية الكبيرة في المرضى الذين يعانون من الأورام الصلبة، بما في ذلك ورم أرومي وسرطان الرئة ذو الخلايا غير الصغيرة، لديهم demonstتقييم سلامة وفعالية مستمرة تطبيق TTFields 8 و 9 و 10. تم العثور على فعالية TTFields أن تكون: (1) التردد يعتمد، مع الترددات المثلى محددة مما يؤدي إلى أعلى انخفاض في عدد خلايا من خطوط الخلايا من أصول مختلفة 1، 2، 4، 5، 6، 7؛ (2) شدة المجال الكهربائي التي تعتمد، مع عتبة الحد الأدنى للنشاط في حوالي 1 V / سم وأكثر فعالية شدة ارتفاع 1، 2، 7، 11؛ (3) تعزيز عندما كانت مدة العلاج يعد 5؛ و (4) أعلى عندما طبقت 2 TTFields الاتجاه عموديا على كل شركة أوراسكوم تليكوم القابضةإيه، بالمقارنة مع المجالات الكهربائية المطبقة من اتجاه واحد 1 . استنادا إلى النتائج المذكورة أعلاه، تفيلدز يمكن تطبيقها على المرضى لفترات طويلة باستخدام 2 مجموعات من صفائف محول المترجمة على الجلد المرضى لتعظيم شدة المجال الكهربائي في السرير الورم 12 ، 13 .
دراسة آثار تفيلدس على الخلايا السرطانية في المختبر يوفر حاليا الطريقة الوحيدة لتحديد التردد الأمثل لتطبيق على نوع ورم معين. يتطلب اختبار التردد الأمثل جهاز يسمح بتطبيق ترددات مختلفة في نطاق 100-500 كيلو هرتز وبشدة تصل إلى 3 V / سم الجذر متوسط مربع (رمز) إلى ثقافة الخلية. كما تفيلدس تطبيق تنتج الحرارة، ونظام التطبيق يتطلب القدرة على تبديد الحرارة المفرطة مع الحفاظ على رقابة صارمة على درجة الحرارة.
عدة أجهزة ويره وضعت على مر السنين للسماح لتطبيق TTFields إلى مزارع الخلايا 1، 2، 5، 14، 15، 16. في كل من هذه الأجهزة، تم عزل الأقطاب المستخدمة من أجل تجنب المحاذير تشارك مع استخدام أقطاب كهربائية موصلة، مثل تبادل الإلكترون على سطح القطب والإفراج عن ايونات المعادن السامة في المتوسط 1. والفرق الرئيسي بين مختلف النظم والتطبيقات TTFields اختبار هو نوع من العزل الكهربائي المستخدمة، سواء مع الأقطاب الكهربائية المصنوعة من الأسلاك المعدنية المعزولة مع طبقة رقيقة من عازل 2، 14، 15، 16 أو بمادة عازلة ثابت عالية (على سبيل المثال، المغنيسيوم يؤدي niobate الرصاص titanate (بن-بت)) 6 . في حين أن الأسلاك الكهربائية المعزولة تقدم حلا بسيطا نسبيا وفعالة من حيث التكلفة لتطبيق تفيلدس، فإنها غالبا ما تقتصر على الجهد العالي المطلوب لتحقيق كثافة المجال الكهربائي فعالة فوق 1 V / سم عتبة والسطح المتاحة للطلاء الخلية، كما المسافة بين الأقطاب صغيرة نسبيا. النظم القائمة على الأقطاب الكهربائية معزولة باستخدام مواد عازلة عازلة عالية تتطلب تصميم خاص وقدرات التصنيع، لكنها لا تتطلب الجهد العالي ويمكن أن توفر مساحة أكبر لنمو الخلايا بين الأقطاب.
و تفيلدس في تطبيق نظام المختبر المستخدمة في هذا العمل ينتمي إلى فئة الأخيرة من النظم، مع الوحدة الأساسية كونها طبق بتري (تفيلدس طبق، انظر الشكل 1 ) تتألف من ارتفاع عازل السيراميك المستمر ( أي بن-بت). يتم طباعة اثنين من أزواج من الأقطاب عموديا على المحفظة الخارجيةليرة سورية للطبق TTFields للسماح لتطبيق الحقول الكهربائية من 2 الاتجاهات. يتم توصيل الأقطاب الكهربائية إلى مولد الموجي الجيبية ومكبر للصوت، والتي تسمح للتطبيق TTFields في مدى التردد من 50-500 كيلو هرتز. من أجل تبديد الحرارة المفرطة، ويتم الاحتفاظ أطباق TTFields داخل الحاضنة المبردة، مع المتوسطة التحكم في درجة الحرارة منفذة باستخدام الرصد المستمر للحرارة صحن وتعديلات على الجهد المطبق من قبل النظام. من الناحية العملية، فإن وضع الحاضنة لانخفاض درجة الحرارة يؤدي إلى ارتفاع شدة المجال الكهربائي، حيث ان النظام يزيد من الجهد حتى يتم تحقيق درجة الحرارة المستهدفة داخل الطبق. الفرق بين درجة الحرارة داخل الطبق ودرجة حرارة الحاضنة قد يؤدي إلى بعض التبخر، اعتمادا على التدرجات درجة الحرارة؛ وبالتالي، يحتاج مستنبت أن تستبدل كل 24 ساعة للحفاظ على ظروف النمو المناسبة.
بروتوكول أدناهيصف الإجراء التجريبي لتحسين تطبيق الترددات تفيلدس إلى الخلايا السرطانية بحيث يتم تحقيق الحد الأقصى للحد في عدد الخلايا وانخفاض في إمكانات الخلايا الباقية على قيد الحياة لتشكيل المستعمرات.
Protocol
1. تفيلدس في تطبيق نظام المختبر - لوحة قاعدة وصحن الصيانة
- شطف الأطباق وطبق يغطي تحت تشغيل مياه الصنبور. ثم شطف بالماء منزوع الأيونات وجاف الهواء الجاف لأسفل.
- إذا تمت إضافة عامل / عقار كيميائي إلى الأطباق في تجربة سابقة، املأ كل طبق بمحلول منظف خفيف بنسبة 5٪ واترك بين عشية وضحاها.
- شطف الأطباق جيدا تحت تشغيل مياه الصنبور لتجنب أي آثار المنظفات داخل الطبق. شطف الأطباق ويغطي الطبق مع الماء منزوع الأيونات وجاف الهواء الجاف لأسفل.
- إدراج الأطباق نظيفة وجافة مع أغلفة في أكياس التعقيم. ختم ووضع الأكياس في الأوتوكلاف، مع وجه الأطباق لأسفل. الأوتوكلاف لمدة 30 دقيقة في أي أعلى من 121 درجة مئوية.
- تعيين الأوتوكلاف على برنامج جاف، جزئيا فتح باب الأوتوكلاف، وتجفيف الأطباق لمدة 30 دقيقة.
- مسح لوحة قاعدة مع قطعة قماش مبللة بخفة مع الايثانول 70٪. </ رأ>
- إعداد نظيفة وعقيمة تفيلدس الأطباق والأغطية، كما هو موضح في القسم 1. امسح لوحة قاعدة بقطعة قماش مبللة بخفة مع الايثانول 70٪.
- تثبيت أطباق تفيلدس مع الأغطية على لوحة قاعدة عن طريق الضغط على بلطف بلطف على الطبق وتناوب في اتجاه عقارب الساعة بنحو 5 ملم حتى حافة الطبق أقفال على دبابيس ثلاثة على لوحة قاعدة. وضع معقمة 22 ملم ساترة (البلاستيك المعالج أو الزجاج) في الجزء السفلي من كل طبق.
- إعداد تعليق الخلية في وسط النمو الكامل (المعدل دولبيكو النسر المتوسطة ل U-87 مغ و F98؛ رمي ل A2780 و أوفكار-3؛ تستكمل كما هو موضح في قائمة المواد).
ملاحظة: سيليرة لبنانية تركيزات تعتمد على أنواع الخلايا ومدة التجربة، 80٪ -90٪ نمو الخلايا متموجة لا ينبغي تجاوزها بحلول نهاية التجربة.
تنبیھ: قد تمثل خطوط الخلايا البشریة خطرا بيولوجیا ویجب التعامل معھا مع تدابیر السلامة المناسبة. - وضع 200 ميكرولتر من تعليق الخلية (عادة 5،000-20،000 الخلايا في 200 ميكرولتر للحصول على تجربة 72 ساعة، اعتمادا على الوقت مضاعفة) كما قطرة في وسط كل ساترة وتغطي مع اغطية الطبق.
- احتضان عند 37 درجة مئوية في حاضنة كو 2 حتى تلتزم الخلايا. يمكن أن تكون الحضانة بين عشية وضحاها في هذه المرحلة.
- نضح السوائل من الانخفاض باستخدام ماصة 200 أو 1000 ميكرولتر.
- ماصة بلطف 2 مل من المتوسطة النمو الكامل لملء كل طبق. استخدام طرف معقمة لماصة ونقر بهدوء على حواف ساترة للافراج عن فقاعات الهواء اشتعلت في بعض الأحيان تحت الشريحة.
- تغطية الأطباق مع الأغطية ووضعها فيهابيئة تطوير متكاملة حاضنة CO 2 عند 37 درجة مئوية حتى بداية العلاج TTFields.
- نقل لوحات قاعدة مع الأطباق TTFields تعلق على المبردة CO 2 الحاضنة.
ملاحظة: في المختبر TTFields التطبيق سوف تولد الحرارة، لذا، لا بد من حاضنة المبردة للتعويض عن ارتفاع درجة حرارة الأطباق. سوف TTFields أعلى كثافة إنتاج المزيد من الحرارة، وسوف تتطلب درجات الحرارة المحيطة أقل الحاضنة (انظر الجدول 1). يتم تحقيق سريريا TTFields ذات الصلة شدة عندما تكون درجة الحرارة حاضنة للتطبيق TTFields هي في حدود 18-30 درجة مئوية. - ربط شقة كابل موصل الإناث إلى لوحة قاعدة. تبديل مولد TTFields جرا.
- بدء TTFields في مجال البرمجيات تطبيق نظام المختبر وتحديد إعدادات التجربة.
- تعريف تجربة جديدة. اكتب اسم إكسبإريمنت ومالك التجربة في واجهة مستخدم البرنامج على شاشة الكمبيوتر. ضبط التردد ودرجة الحرارة المستهدفة لكل طبق أو لوحة قاعدة.
- بدء تطبيق تفيلدس باستخدام البرنامج.
- تحقق من توصيل جميع األطباق بشكل صحيح وتظهر باللون األزرق الفاتح على الشاشة. إذا كان الطبق محاطا بإطار أحمر (بمعنى أنه غير متصل بشكل صحيح)، اضغط عليه بلطف وقم بالتدوير ببطء ذهابا وإيابا حتى يتم استعادة الأسماء ويظهر الطبق باللون الأزرق الفاتح.
- ترك تفيلدس في نظام تطبيق المختبر تشغيل لمدة تصل إلى 24 ساعة.
- إذا وصلت التجربة إلى نقطة النهاية، أوقف التجربة بالنقر على الزر إند إكسيريمنت في البرنامج ثم انتقل إلى الخطوة 5. إذا لم يكن كذلك، فانقر على تجربة بوس.
- افصل موصل الكابل المسطح من لوحة القاعدة. إزالة لوحة قاعدة مع الأطباق من الحاضنة في مجلس الوزراء تدفق الصفحي.
- استبدال المتوسطة في كل طبقإس كل 24 ساعة وعودة لوحة قاعدة إلى حاضنة المبردة. ربط لوحة قاعدة للمولد باستخدام كابل شقة. تابع التجربة بالنقر على الزر متابعة.
- عينات التحكم في اللوحة مع نفس التعليق وعلى سطح مماثل تستخدم لطلاء عينات تفلدز المعالجة.
- وضع أطباق التحكم في حاضنة كو 2 عند 37 درجة مئوية.
- استبدل الوسيلة في األطباق كل 24 ساعة لتتناسب مع ظروف الوسط الطبقي المعالج بفيلدز.
- بعد النقر على إند إكسيريمنت، انتظر البرنامج لاسترداد كافة السجلات من النظام وحفظ السجلات إلى الكمبيوتر.
- استخدم زر ريبورتس لمراجعة درجة الحرارة، والحالية، ومقاومة سجل fديزيل كل قاعدة لوحة للتحقق من أن جميع أطباق يعاملون وفقا للخطة التجريبية.
ملاحظة: يتم حفظ جميع التقارير والسجلات إلى الكمبيوتر بعد انتهاء التجربة، ويمكن أن تتم مراجعتها في أي وقت. - إيقاف تشغيل مولد TTFields.
- افصل كابل مسطح من لوحة قاعدة وإزالة من الحاضنة.
- لإزالة طبق خزفي، اضغط لأسفل وتحويل طبق عكس اتجاه عقارب الساعة لفتحه من لوحة قاعدة.
- خذ الأطباق في مجلس الوزراء تدفق الصفحي وجو معقم و مطهر إزالة لل coverslips. نقلها إلى عقيمة أطباق بتري تحتوي على محلول ملحي متوسطة جديدة أو الفوسفات (PBS) لمزيد من التفتيش والتقييم.
- تعداد الخلايا
- إزالة المتوسطة / برنامج تلفزيوني من كل طبق يحتوي على ساترة.
- إضافة 0.5 مل من 0.25٪ التربسين / إدتا إلى كل طبق واحتضان لمدة تصل إلى 10 دقيقة ( أي، حتى تبدأ الخلايا للفصل من سطح ساترة) عند 37 درجة مئوية في حاضنة كو 2 .
- إضافة 0.5 مل من المتوسطة النمو الكامل لتحييد التربسين وإعادة تعليق الخلايا عن طريق بيبتينغ بلطف صعودا وهبوطا.
- عد الخلايا باستخدام أي تقنية عد الخلايا القياسية التي تتوافق مع عد تركيزات الخلايا المنخفضة ( أي حوالي 20،000 خلية / مل).
- فحص كلونوجينيك
- طبق عدد مماثل من الخلايا (100-500 خلية لكل طبق) من كل طبق على جديد، أطباق بتري معقمة أو لوحات 6-جيدا تحتوي على 2 مل من المتوسطة النمو الكامل جديدة.
- احتضان في حاضنة كو 2 عند 37 درجة مئوية لمدة 1-3 أسابيع (اعتمادا على خصائص كل خط خلية) حتى تتكون المستعمرات تتكون من ~ 50 خلايا. تقييم الخليةعدد لكل مستعمرة المجهر الضوئي.
- إزالة المتوسطة وشطف مع برنامج تلفزيوني.
- إزالة برنامج تلفزيوني وإضافة الميثانول الجليد الباردة (1 مل). احتضان في -20 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة أو أكثر.
- إزالة الميثانول.
- إضافة الكريستال البنفسجي الحل (0.1٪ ث / الخامس في 25٪ v / v الميثانول في الماء) واحتضان لمدة 20 دقيقة.
تنبيه: البنفسج الكريستال هو مادة مسرطنة محتملة. استخدام قفازات أثناء العمل مع البنفسجي الكريستال. - إزالة البنفسجي الكريستال، وغسل 3 مرات مع الماء منزوع الأيونات، والهواء الجاف.
- عد المستعمرات التي تشكلت في كل طبق.
2. إعداد التجربة
ملاحظة: يتم وصف جميع المعدات والمواد المستخدمة في هذا البروتوكول في قائمة المواد. يجب تنفيذ جميع الخطوات أدناه داخل مجلس الوزراء تدفق الصفحي في حين يتم الحفاظ على ظروف معقمة.
3. TTFields التطبيق
4. عينات التحكم
ملاحظة: تنمو خلايا التحكم في ظروف مماثلة إلى الخلايا المعالجة تفيلدس، باستثناء تطبيق تفيلدس.
5. نهاية التجربة
6. تقييم تأثير TTFields
ملاحظة: يمكن تحديد الآثار TTFields "في عدة طرق. استخدام واحد أو أكثر من الطرق التالية لمقارنة معاملة الخلايا إلى خلايا ضابطة:
Representative Results
النتائج بعد تفيلدس التطبيق عند مسح ترددات مختلفة يمكن قياسها على أساس فحوصات مختلفة، مثل التهم الخلية، المقايسات اللونية، المقايسات المستنسخة، والامتحانات على التغييرات في عدد من الخلايا الغازية باستخدام غرفة بويدن وضعت داخل تفيلدس عالية الجدار خاص الخلية، استنبات، أعد. والتخطيط التجريبي دقيق على أساس مرات مضاعفة خلية محددة سلفا تسمح للخلايا للوصول إلى العدد الأقصى للأحداث الانقسامية خلال مدة العلاج، وبالتالي تحقيق أقصى قدر من نتائج العلاج.
ويوضح الشكل 2 نتائج مسح تردد نموذجي لمتوسط عدد الخلايا ( أي عدد الخلايا) والمقايسة المستنسخة من A2780 ( أي خلايا سرطان المبيض البشري؛ الشكل 2A ) 7 و F-98 ( أي خلايا الورم الدبقي."> الشكل 2B) 1 تعامل مع اثنين من تفيلدس اتجاهي (نطاق التردد: 100-500 كيلوهرتز، رمز: 1.7 V / سم، ودرجة حرارة الحاضنة: 18 درجة مئوية)، وتظهر النتائج انخفاضا كبيرا في عدد الخلايا في جميع الترددات المطبقة ، مع الحد الأقصى في 200 كيلو هرتز لجميع خطوط الخلايا اختبار (في اتجاه واحد أنوفا مع مقارنة متعددة)، وكان التردد الأمثل مما أدى إلى أعلى انخفاض في إمكانات كلونوجينيك نفسه لكل من A2780 والخلايا F98 ( أرقام 2B و C ) ، وكان معامل ارتباط بيرسون بين رقم الخلية وتأثير كلونوجينيك عند كل تردد 0.967 (p = 0.002) و 0.755 (p = 0.083) ل A2780 و F98، على التوالي.
الشكل 3 يوضح نتائج مسح تردد لعدد الخلايا المتوسطة ل أوفكار-3 ( أي خلايا سرطان المبيض الإنسان؛ الشكل 3A ) و U-87 MG (أي خلايا الورم الإنسان؛ الشكل 3B) خلايا تعامل مع اتجاهين TTFields في كثافات مختلفة (RMS: 1.7، 1.3، و 1.0 V / سم، على التوالي، ودرجة حرارة الحاضنة: 18 ° C، +24 ° C، و 28 ° C، على التوالي). تظهر النتائج أنه في حين لا يزال هناك انخفاض كبير في OVCAR 3 عدد خلايا بعد العلاج مع 1.3-V / سم TTFields (درجة حرارة الحاضنة: 24 ° C)، وأثر صغير نسبيا مقارنة مع النتائج التي تم الحصول عليها عندما تم علاج الخلايا مع 1.7 V / سم (درجة حرارة الحاضنة: 18 ° C). خلايا U-87 MG تعامل مع 1.0-V / سم TTFields (درجة حرارة الحاضنة: 28 ° C) كما يبرهن على وجود اتجاه مماثل في الحد من عدد الخلايا كما هو الحال عندما تعامل مع 1.7 V / سم، ولكن كان التأثير ليس كبيرا في شدة أقل .
شملت رقمه 1. تم تركيب أطباق TTFields على وحدة لوحة قاعدة وتوصيل كابل التحكم TTFields شقة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2. مسح تردد عن عزم الأمثل TTFields تردد المثبطة للخلايا (A) A2780 و (B) F98. تم علاج الخلايا لمدة 72 ساعة مع TTFields من ترددات مختلفة (1.7 V / سم و100-500 كيلو هرتز). وقدرت تأثير العلاج TTFields باستخدام خلايا والمقايسات مولد الرمع. السهم يشير إلى تردد الأمثل. وتمثل نتائج المتوسطات ± SD على أساس لا يقل عن 6 مكررات لكل تردد اختبارها. (C) صور الممثل ليالي مولد الرمع بقاء الخلايا A2780 التالية العلاج تفيلدس في مختلف الترددات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3 . مسح الترددات لتحديد التردد المثبط تفيلدس الأمثل لخلايا (A) أوفكار-3 و (B) U-87 مغ. تم معالجة الخلايا لمدة 72 ساعة مع تفلدز من الترددات المختلفة (100-500 كيلو هرتز) والشدة (أوفكار -3: 1.3 و 1.7 V / سم؛ U-87 مغ: 1.0 و 1.7 V / سم). تم تقدير تأثير العلاج تفيلدس باستخدام عدد الخلايا. يشير السهم إلى التردد الأمثل. وتمثل النتائج المتوسطات ± سد استنادا إلى ما لا يقل عن 6 مكررات في كل تردد تم اختباره.بغ "تارجيت =" _ بلانك "> الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| حاضنة درجة الحرارة المحيطة | شدة تفيلدس المتوقعة |
| (° C) | (V / سم رمز) |
| 18 | 1.62 |
| 19 | 1.55 |
| 20 | 1.48 |
| 21 | 1.41 |
| 22 | 1.33 |
| 23 | 1.26 |
| 24 | 1.19 |
| 25 | 1.12 |
| 26 | 1.04 |
| 27 | 0.97 |
| 28 | 0.9 |
| 29 | 0.83 |
| 0.76 |
وتوقعت الجدول 1. حاضنة درجة الحرارة المحيطة وشدة TTFields داخل الطبق TTFields.
Discussion
تفيلدس هي طريقة مضادة للورم الناشئة استنادا إلى التطبيق المستمر للمجالات الكهربائية بالتناوب ضبطها بشكل صحيح 1 ، 2 ، 8 ، 9 ، 10 ، 17 . تعظيم فعالية المضادة للورم هو نتيجة مرغوبة لجميع طرائق العلاج. وبالتالي، "القتال" لكل نسبة إضافية من تثبيط نمو الخلايا السرطانية قد يكون لها تأثير كبير على النتيجة السريرية على المدى الطويل للمرضى. ويرجع ذلك إلى الطبيعة المستمرة المطلوبة لتطبيق تفيلدس وما يترتب على ذلك من أثر تراكمي. تعظيم تطبيق تفيلدس يمكن أن يتحقق في عدة طرق: (1) زيادة كثافة المجال الكهربائي 1 ، 7 ، (2) إطالة مدة العلاج 5 ، (3) العثور على كومبيناتي الأكثر فعاليةمع طرائق العلاج الأخرى 18 و 19 و (4) تحديد التردد الأمثل 1 و 2 و 4 و 6 و 7 . يتم تحقيق أقصى قدر من كثافة المجال الكهربائي في موقع الورم عن طريق تحسين موقع المصفوفات على الجلد المريض. وهذا يسمح لتسليم شدة المجال القصوى إلى الورم على أساس التشريح الفردي للمريض 20 . ويعتمد طول مدة العلاج في الغالب على امتثال المريض للعلاج (لمدة 18 ساعة في اليوم على الأقل) 17 . العثور على الجمع الصحيح مع العلاجات الأخرى وتحديد التردد الأمثل يعتمد بشكل كبير على النتائج في المختبر ، كما لا توجد علامات التحقق من صحة لنتائج العلاج تفيلدس متوفرة حاليا. في هذا العمل، حددنا التجربة pالجرع المطلوبة لتحديد تردد تفيلدس الأمثل لخطوط الخلايا السرطانية باستخدام تفيلدس في نظام تطبيق المختبر . يمكن استخدام الطرق الموصوفة هنا لفحص مجموعة من طرائق علاج السرطان الأخرى (على سبيل المثال، عوامل العلاج الكيميائي أو التشعيع) مع تفيلدس وتحديد التردد الأمثل لإدارة تفيلدس لكل علاج مجتمعة محددة.
وتمشيا مع المنشورات السابقة، أظهرت النتائج المعروضة هنا أن التردد الأمثل لعلاج كل من خلايا الورم وخلايا سرطان المبيض هو 200 كيلو هرتز 1 ، 7 . في هذا العمل، أثبتنا لأول مرة أن تردد تفيلدس الأمثل للحد من إمكانات كلونوجينيك يرتبط مع التردد الذي يؤدي إلى التأثير السامة للخلايا القصوى. الأساليب المستخدمة في هذا العمل لقياس آثار تفيلدس ( أي السامة للخلايا والمكونة) aإعادة اثنين فقط من العديد من المقايسات نقطة النهاية القياسية المحتملة لتقييم نتائج العلاج. وتشمل اختبارات نتائج العلاج إضافية: (1) تحديد، تلطيخ، وتركيب كوفرسليبس التي يتم مطلي الخلايا على المجهر لتصور الهياكل داخل الخلايا. (2) إجراء فحوصات البروتين ومستخلصات الحمض النووي الريبي، إما من الأطباق تفيلدس أنفسهم أو بعد نقل ساترة إلى طبق جديد المتاح. و (3) تريبسينيزينغ الخلايا الملون لتحليل التدفق الخلوي.
وسيؤثر التخطيط التجريبي الدقيق على نتائج العلاج بعد تسليم تفيلدس. وتشمل الخطوات الرئيسية ضمان أن انتشار الخلايا في جميع أنحاء التجربة لا يؤدي إلى فرط واستخدام كثافة المجال الكهربائي المناسب، كما شدة التي هي مرتفعة جدا عند تطبيقها على خطوط الخلايا الحساسة سوف يؤدي إلى خلايا قليلة جدا للمقايسات المطلوبة لتحديد التردد الأمثل. على العكس من ذلك، تفيلدس تطبيقها في شدة منخفضة جداعلى خطوط الخلايا أقل حساسية يؤدي إلى آثار صغيرة قد تكون ملثمين من قبل الاختلاف المتأصل. وينبغي فحص سجلات العلاج للحصول على معلومات قيمة بشأن استقرار درجة الحرارة، التيارات الكهربائية، ومقاومة لكل طبق في جميع أنحاء التجربة. استبدال الأطباق الخاطئة في بداية العلاج واستبعاد البيانات من الطبق الذي لم يستوف معايير العلاج المرغوبة سوف تقلل من التباين بين مكررات.
باختصار، تفيلدس هي طريقة العلاج المضادة للسرطان الناشئة التي أثبتت بالفعل فعالية وسلامة في البيئات السريرية 8 ، 9 ، 10 . اختبار تفيلدس في إعداد في المختبر باستخدام البروتوكولات الموصوفة هنا قد تسمح لتحسين معلمات العلاج تفيلدس في الإعداد السريري وقد توسع فهمنا لآلية العمل الكامنة.
Disclosures
بورات يارا، جلعادي موشيه، شنايدرمان S. روزا، بلاط روني، Shteingauz آنا، زئيفي عيناف، مونستر Mijal، فولوشين طالي، كاينان نوا، تل أورنا، وKirson D. إيلون D وتدفع العاملين في Novocure المحدودة، إسرائيل. واينبرغ أوري هو موظف بأجر Novocure محدودة، لوزيرن. يورام بالتي هي أحد المساهمين في Novocure المحدودة، NY.
Acknowledgments
المؤلفون ليس لديهم اعترافات.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| inovitro system and software | Novocure | ITG1000 and IBP1000 | Each unit contains 1 TTFields generator, 1 base plate, 8 TTFields dishes with covers and 1 flat cable. |
| Sterilization bags | Westfield medical | 24882 | |
| Plastic cover slides | Thermo Scientific (NUNC) | 174977 | Pre treated and sterilized |
| Glass cover slides | Thermo Scientific (Menzel-Gläser) | CB00220RA1 | Sterilize if necessary |
| Dulbecco’s modified Eagle’s medium | Biological Industries (Israel) | 01-055-1A | Warm in 37 °C water bath before use |
| RPMI 1640 | Gibco | 21875-034 | Warm in 37 °C water bath before use |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Biological Industries (Israel) | 04-007-1A | Warm in 37 °C water bath before use |
| L-Glutamine 200 mM (100x) | Gibco | 25030-029 | |
| Pen/Strep (10,000 U/mL Penicillin, 10,000 µg/mL Streptomycin) | Gibco | 15140-122 | |
| Sodium Pyruvate solution 100 mM | Biological Industries (Israel) | 03-042-1B | |
| Hepes buffer 1 M | Biological Industries (Israel) | 03-025-1B | |
| Insuline solution from bovine pancreas | Sigma-Aldrich | 10516-5ML | |
| 0.25% Trypsin/EDTA | Biological Industries (Israel) | 03-050-1B | Warm in 37 °C water bath before use |
| Methanol | Merck | 1.06009.2511 | Cool to -20 °C in the freezer before use |
| Crystal violet | Sigma-Aldrich | 120M1445 | Harmful. Prepare 0.1% w/v crystal violet solution in 25% Methanol 75% water. |
| Light detergent | Alcononx | 242985 | Prepare 5% solution in water, or according to manufacurer's instrutions. |
| PBS | Biological Industries (Israel) | 02-023-1A | Without calcium and magnesium |
| A2780 | ECACC | 93112519 | Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM) and Hepes buffer (12 mM). |
| F98 | ATCC | CRL-2397 | Grow in Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM) and glutamine (2 mM). |
| Ovcar-3 | ATCC | HTB-161 | Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (20%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM), Hepes buffer (12 mM) and insulin (10 µg/mL). |
| U-87 MG | ATCC | HTB-14 | Grow in Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM) and glutamine (2 mM). |
| refrigirated CO2 incubator | CARON | 7404-10-3 | |
| Laminar flow cabinet | ADS Laminair | Bio12 and VSM12 |
References
- Kirson, E. D., et al. Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors. Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (24), 10152-10157 (2007).
- Kirson, E. D., et al. Disruption of cancer cell replication by alternating electric fields. Cancer Res. 64 (9), 3288-3295 (2004).
- Gera, N., et al. Tumor treating fields perturb the localization of septins and cause aberrant mitotic exit. PLoS One. 10 (5), (2015).
- Giladi, M., et al. Mitotic disruption and reduced clonogenicity of pancreatic cancer cells in vitro and in vivo by tumor treating fields. Pancreatology. 14 (1), 54-63 (2014).
- Giladi, M., et al. Mitotic Spindle Disruption by Alternating Electric Fields Leads to Improper Chromosome Segregation and Mitotic Catastrophe in Cancer Cells. Sci Rep. 5, 18046 (2015).
- Giladi, M., et al. Alternating electric fields (tumor-treating fields therapy) can improve chemotherapy treatment efficacy in non-small cell lung cancer both in vitro and in vivo. Semin Oncol. 41, S35-S41 (2014).
- Voloshin, T., et al. Alternating electric fields (TTFields) in combination with paclitaxel are therapeutically effective against ovarian cancer cells in vitro and in vivo. Int J Cancer. 139 (12), 2850-2858 (2016).
- Pless, M., Droege, C., von Moos, R., Salzberg, M., Betticher &, D. A phase I/II trial of Tumor Treating Fields (TTFields) therapy in combination with pemetrexed for advanced non-small cell lung cancer. Lung Cancer. 81 (3), 445-450 (2013).
- Stupp, R., et al. Maintenance therapy with tumor-treating fields plus temozolomide vs temozolomide alone for glioblastoma: A randomized clinical trial. JAMA. 314 (23), 2535-2543 (2015).
- Stupp, R., et al. NovoTTF-100A versus physician's choice chemotherapy in recurrent glioblastoma: a randomised phase III trial of a novel treatment modality. Eur J Cancer. 48 (14), 2192-2202 (2012).
- Kanner, A. A., et al. Post Hoc analyses of intention-to-treat population in phase III comparison of NovoTTF-100A system versus best physician's choice chemotherapy. Semin Oncol. 41, S25-S34 (2014).
- Miranda, P. C., Mekonnen, A., Salvador, R., Basser &, J. P. Predicting the electric field distribution in the brain for the treatment of glioblastoma. Phys Med Biol. 59 (15), 4137-4147 (2014).
- Wong, E. T., Lok, E., Swanson &, D. K. An Evidence-Based Review of Alternating Electric Fields Therapy for Malignant Gliomas. Curr Treat Options Oncol. 16 (8), (2015).
- Kim, E. H., et al. Biological effect of an alternating electric field on cell proliferation and synergistic antimitotic effect in combination with ionizing radiation. Oncotarget. , (2016).
- Kim, E. H., Song, H. S., Yoo, S. H., Yoon &, M. Tumor treating fields inhibit glioblastoma cell migration, invasion and angiogenesis. Oncotarget. , (2016).
- Pavesi, A., et al. Engineering a 3D microfluidic culture platform for tumor-treating field application. Sci Rep. 6, 26584 (2016).
- Wong, E. T., Lok, E., Swanson &, D. K. Clinical benefit in recurrent glioblastoma from adjuvant NovoTTF-100A and TCCC after temozolomide and bevacizumab failure: a preliminary observation. Cancer Med. , (2015).
- Kirson, E. D., et al. Chemotherapeutic treatment efficacy and sensitivity are increased by adjuvant alternating electric fields (TTFields). BMC Med Phys. 9, (2009).
- Schneiderman, R. S., Shmueli, E., Kirson, E. D., Palti &, Y. TTFields alone and in combination with chemotherapeutic agents effectively reduce the viability of MDR cell sub-lines that over-express ABC transporters. BMC Cancer. 10, 229 (2010).
- Connelly, J., et al. Planning TTFields treatment using the NovoTAL system-clinical case series beyond the use of MRI contrast enhancement. BMC Cancer. 16 (1), (2016).
