RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
Florian Bürtin1, Stephanie Matschos2, Friedrich Prall3, Christina S. Mullins2, Mathias Krohn2, Michael Linnebacher2
1Department of General, Visceral, Vascular and Transplantation Surgery,University Medical Center Rostock, University of Rostock, 2Molecular Oncology and Immunotherapy, Department of General, Visceral, Vascular and Transplantation Surgery,University Medical Center Rostock, 3Institute of Pathology,University Medical Center Rostock
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
في العمل التالي، ونحن وصف الخطوات المتتالية اللازمة لإنشاء بنك حيوي كبير من سرطان القولون والمستقيم والبنكرياس.
في ضوء المعرفة المتزايدة حول الخصائص الفردية و عدم تجانس السرطانات ، يتطلب المجال الناشئ للطب الشخصي منصة للبحث قبل السريري. على مدى السنوات الأخيرة، أنشأنا بنك حيوي من سرطان القولون والمستقيم وسرطان البنكرياس التي تتألف من أنسجة الورم الأولية، والأنسجة العادية، والسايا، وخلايا الدم الطرفية المعزولة (PBL)، xenografts المستمدة من المريض (PDX)، فضلا عن خطوط الخلايا السرطانية الأولية والثانوية. منذ أنسجة الورم الأصلي محدودة ومعدل إنشاء خطوط الخلايا السرطانية الأولية لا تزال منخفضة نسبيا، PDX تسمح ليس فقط الحفاظ على وتوسيع بيوبانك ولكن أيضا توليد خطوط الخلايا السرطانية الثانوية. وعلاوة على ذلك، وقد ثبت أن نماذج PDX لتكون مثالية في نموذج vivo لاختبار المخدرات قبل الفحص. ومع ذلك، يتطلب العمل المصرفي البيولوجي إعداداً دقيقاً ومبادئ توجيهية صارمة وبنية تحتية منسجمة جيداً. يتم جمع عينات استئصال القولون أو استئصال الاثنيات أو استئصال الانبثاثات مباشرة بعد استئصالها ونقلها إلى قسم علم الأمراض. احترام أولوية تقرير الهدولوجي غير المتحيز ، بناء على تقدير الطبيب الشرعي الذي يقوم بالتشريح ، يتم حصاد قطع الورم الصغيرة والأنسجة غير الورمية.
يتم التخلص من الأجزاء النخرية ويتم قطع أنسجة الورم المتبقية إلى مكعبات صغيرة ومتطابقة ويتم تقديمها للتبريد لاستخدامها لاحقًا. بالإضافة إلى ذلك، يتم مفر جزء صغير من الورم وتوتر لثقافة الخلايا السرطانية الأولية. بالإضافة إلى ذلك، يتم معالجة عينات الدم المسحوبة من المريض قبل الجراحة وما بعدها، للحصول على المصل و PBLs. بالنسبة لـ PDX engraftment ، يتم إذابة العينات المبردة وزرعها تحت الجلد في أجنحة الفئران المناعية. و PDX الناتجة عن قرب تَلخيص الأنسجة للأورام "المانحة" ويمكن استخدامها إما ل xenografting اللاحقة أو cryopreserved للاستخدام في وقت لاحق. في العمل التالي، ونحن وصف الخطوات الفردية لخلق، وصيانة وإدارة البنك الحيوي كبير من سرطان القولون والمستقيم والبنكرياس. وعلاوة على ذلك، فإننا نسلط الضوء على التفاصيل والمحاذير الحاسمة المرتبطة بالبنوك الحيوية.
في السنوات الأخيرة، أدت المعرفة المتراكمة لخصائص السرطانات السريرية والجينية إلى تصور السرطان كمرض فردي غير متجانس. وبالتالي، اكتسب توصيف الطفرات للأورام، بالإضافة إلى الميزات السريرية والمرضية، أهمية لاتخاذ القرارات السريرية وتم تطوير العديد من العلاجات المستهدفة لمختلف التعديلات الجزيئية. على سبيل المثال، يمكن التنبؤ بفعالية cetuximab في علاج سرطان القولون والمستقيم من خلال تحليل حالة الطفرات KRAS وPIK3CA 1. الطب الدقيق يهدف إلى اتباع نهج مصمم خصيصا لتوفير أعلى استجابة العلاج في كل مريض وتجنب سمية العلاجات غير المهينة2. تحتوي البنوك الحيوية على الأنسجة والدم والمواد البيولوجية الأخرى لمرضى السرطان ، والتي ترتبط بالبيانات السريرية ، وبالتالي فهي أداة ممتازة لأبحاث السرطان الترجمية. نظراً للعدد الكبير من العينات السريرية، تمكن البنوك الحيوية من الكشف عن الطفرات النادرة، ولكن يحتمل أن تكون قابلة للأدوية، والتي توفر فرص علاج جديدة للمريض الفردي3.
لتغطية أوسع قدر ممكن من طيف البحوث الأورام، ونحن لم تقييد نشاطنا على حصاد العينة وحدها، ولكن ركزت على إنشاء خطوط الخلايا السرطانية المستمدة من المريض وxenografts (PDX). تبقى خطوط الخلايا 2D التقليدية حجر الزاوية في البحوث في المختبر وهي الخيار الرئيسي لفحوصات المخدرات على نطاق واسع4,5. وعلاوة على ذلك، غالبا ما يكون تحليل خط الخلية أسهل وأرخص وأكثر سهولة. بالإضافة إلى ذلك ، منذ المريض المستمدة من الخلايا الليمفاوية في الدم الطرفية (PBL) متوفرة ، كما يمكن دراسة علم المناعة الورم في المختبر6. ومع ذلك، فإن غالبية الأدوية المطورة حديثا مع الأثرية قبل السريرية واعدة في الخلية القائمة في المختبر أو في التجارب الحية، أظهرت نتائج مخيبة للآمال في التجارب السريرية7. في المقابل، وقد عكست الدراسات قبل السريرية على أساس PDX في الدراسات الجسمية النشاط السريري للعوامل antineoplastic أكثر من ذلك بكثيربأمانة 8. منذ أنسجة PDX يعكس عن كثب الخصائص النسيجية والجزيئية للورم المانح، نماذج PDX هي وسيلة جيدة لنشر كميات محدودة جدا في كثير من الأحيان من أنسجة الورم قابلة للحياة للحفاظ على سلامة البنك الحيوي والسماح لتبادل العينات بين مجموعات البحوث والمؤسسات. وعلاوة على ذلك، يمكن تأسيس خطوط الخلايا السرطانية المستمدة من أنسجة PDX أسهل بكثير من خطوط الخلايا السرطانية الأولية9. في السنوات الأخيرة، أنشأت مجموعة العمل لدينا متكاملة متكاملة القولون والمستقيم والبنكرياس السرطان البيولوجية عن طريق توحيد الخطوة وتعظيم تدفق العمل لجميع العينات البيولوجية في السؤال(الشكل 1).

الشكل 1: سير العمل وتنظيم البنك الحيوي الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
تمت الموافقة على الدراسة التالية من قبل مجلس المراجعة المؤسسية للمركز الطبي الجامعي روستوك (II HV 43/2004، A 45/2007، A 2018-0054، A 2019-0187 و A 2019-0222). وعلاوة على ذلك، وقد تمت الموافقة على جميع الإجراءات البيطرية ذات الصلة من قبل Landesamt für Landwirtschaft، Lebensmittelsicherheit und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern تحت أرقام التسجيل LALLF M-V/TSD/ 7221.3-2-020/17 و 7221.3-1-007/19.
1- المتطلبات المسبقة التجريبية
2. عينة جمع
3. معالجة المصل
4. عزل PBL بواسطة الطاردة المركزية للتدرج الكثافة
ملاحظة: العمل بالتوازي مع كل من اثنين من الحقن 20 مل.
5. معالجة الأنسجة
ملاحظة: ابدأ مع توليد عينات متجمدة من الأورام والأنسجة السليمة للحفاظ على سلامة الأحماض النووية.
6. ثقافة الخلية الأساسية
7. PDX جيل
8. PDX الحصاد والتجهيز
9- البنك الحيوي وإدارة البيانات
| موقع المختبر/اسمه | كيان السرطان | عدد الحالات المتتالية | مواصفات | عدد متتالي |
| C = القولون والمستقيم | _Met = الانبثاث | |||
| P = البنكرياس | _Tu = الورم | |||
| مثال: HROC389_Met2 = روستوك، سرطان القولون والمستقيم، الحالة 389، الانبثاث الثاني | ||||
الجدول 1: تعريف معرف العينة.
| معرف الورم | التخزين المسبق في N2 (=f) | رقم المرور (=T) | رقم الماوس المتتالي (= M) |
| مثال: HROP12 fT0 M1 = روستوك، سرطان البنكرياس، حالة 12، ولدت من الأنسجة الأولية المجمدة، مرور أول، ماوس 1. | |||
الجدول 2: تعريف معرف PDX.
في أيدينا ، كان معدل إنشاء الثقافات الخلية الأولية (الشكل 2A و B) 12.9 ٪ في سلسلة كبيرة9. فشلت غالبية المحاولات لعزل الخلايا السرطانية القابلة للتوسع من العينات الجراحية الطازجة التي تم استئصالها بسبب عدم وجود نمو أو تلوث مبكر. واعتبر إنشاء خط الخلية ناجحة بعد 3 ممرات مع نمو مطرد في ظل ظروف الثقافة القياسية (DMEM، 10٪ FCS، وعاء الثقافة القياسية) والتحقق من التمايز الظهارية عن طريق FACS-التحليل10. وأظهرت خطوط الخلية المستمدة من أورام PDX (الشكل 2C و D) ارتفاع معدل إنشاء 23.6 ٪ والذي يرجع أيضا إلى إمكانية تكرار محاولات على النقيض من الأورام الأولية9. ومع ذلك، لا يمكن تحرير بعض الثقافات المختلطة(الشكل 2E)من النمو الليفي أو حتى فقدت بسبب فرط النمو الليفي(الشكل 2F).

الشكل 2: ثقافة الخلية. خطوط الخلايا السرطانية الأولية، المستمدة من الانبثاث من حالة سرطان القولون HROC313، مرور 21 (A) وسرطان البنكرياس HROP88، مرور 5 (ب). خطوط الخلايا السرطانية المشتقة من PDX من القولون PDX HROC285 T0 M2 (D) والبنكرياس PDX HROP10 T5 M2، مرور 4 (E). ثقافة مختلطة من الخلايا الليفية والخلايا السرطانية من سرطان البنكرياس HROP75، مرور 8 (C) والإفراط في النمو الليفي (F). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
النظر في التغييرات في بروتوكول توليد PDX ، سلالات الماوس المستخدمة وكذلك المجربين على مدى عدة سنوات ، فضلا عن اختلافات كبيرة في كمية أنسجة الورم المتاحة لengraftment ، فإنه ليس من تافهة لإعطاء معدل النجاح الشامل من توليد PDX. في سلسلة حديثة جدا من تجارب توليد PDX التي يقوم بها اثنين من الباحثين (S.M. و F.B. ) ، لوحظت معدلات نمو أولية بنسبة 63٪ لـ PDX القولون والمستقيم (يمكن تصوير الأنسجة المثالية من الشكل 3A)و 48٪ لـ PDX البنكرياس(الشكل 3B). إن نمو الورم اللمفاوي أو الأورام اللمفاوية البشرية في موقع الزرع نادر نسبيًا ، ولكن يمكن أن يحاكي نمو PDX الناجح(الشكل 3C). وبصرف النظر عن الفحص الهدولوجي، تم تأكيد التوافق بين نماذج PDX ومرضى المتبرعين بها بانتظام من خلال تحليل التكرار القصير (STR)(الشكل 3D). حتى يومنا هذا يضم البنك الحيوي >50 الابتدائي >50 مستقيم الثانوية, 3 الابتدائي و 6 الثانوية خطوط خلايا سرطان البنكرياس وكذلك >150 القولون والمستقيم و 19 نماذج PDX البنكرياس.

الشكل 3: المقارنة النسيجية التمثيلية لمستقيم (A) والبنكرياس PDX (B). سرطان الغدد الليمفاوية البشرية في موقع زرع تقليد خارج PDX (C). اختبار الهوية الوراثية لنموذج PDX (HROC430 T1 M2) إلى أنسجة الورم الأصلي المريض (HROC430Tu) عن طريق تحليل تكرار الترادف القصير (STR). مقارنة بين تسع عمليات Loci STR، vWA، THO1، TPOX، CSF1 PO (صبغة FAM) وD5S818، D13S317، D7S820، D16S539 (صبغة HEX) باستخدام متعدد PCR مع الأضواء الأولية ذات التسمية الفلورية بعد تأكيد التطابق الجيني للـ PDX والورم المانح (D). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
اي.
في العمل التالي، ونحن وصف الخطوات المتتالية اللازمة لإنشاء بنك حيوي كبير من سرطان القولون والمستقيم والبنكرياس.
نحن نرحب بجيني بورمايستر، مساعدنا الرسومي، لتسجيل وتحرير الفيديو. وعلاوة على ذلك، نشكر زملاءنا في قسم الجراحة والمرض على التعاون الطويل الأمد. ونود أيضا أن نشكر ماركوس مولر، مدير الإنتاج في مركز تكنولوجيا المعلومات والإعلام، جامعة روستوك، لتوريد معدات التسجيل الصوتي وصقل جودة الصوت.
التمويل: المؤسسة الألمانية لمساعدة السرطان (DKH e.V.) ، وعدد المنح 108446 ، والمنحة رقم TBI -V-1-241-VBW-084 من ولاية مكلنبورغ فوربومرن مولت جزئيا هذا البحث.
| Bacillol® AF. 1 لتر | بود ، هارتمان | المرجع 973380 | |
| أنبوب الطرد المركزي PP ، 15 مل ؛ معقم | Greiner Bio One | GBO Cat. رقم: أنبوب الطرد المركزي 188271 | |
| أنبوب الطرد المركزي PP ، 50 مل ، معقم | Sarstedt | رقم الطلب: 62.547.254 | أنبوب الطرد المركزي |
| BD DiscarditTM < / sup>II حقنة 20 مل | BD | REF 300296 | مصل جمع الدم |
| 7،5 مل Sarstedt Monovette | Sarstedt | رقم الصنف: 01.1601 | ماصة مصلية لجمع الدم |
| 10 مل | Sarstedt | المرجع 86.1254.001 | نقل السائل |
| Pipetboy ratiolab & reg ؛ accupetta | Ratiolab | رقم الصنف: RL3200300 | نقل السائل |
| PIPETBOY acu 2 | Integra Biosciences | VWR Cat.No: 613-4438 | نقل السائل |
| DPBS ؛ بدون Ca & إم جي | بان التكنولوجيا الحيوية | القط. رقم: P04-36500 | غسل |
| Pancoll البشري | Pan Biotech | Cat. رقم: P04-60500 | الكثافة المتدرجة الطرد المركزي |
| DMEM / F12 (Dulbecco' s معدل النسر المتوسط) | PAN Biotech | Cat. رقم: P04-41500 | زراعة الخلايا |
| FBS Good Forte (مصل البقر المرشح) | PAN Biotech | Cat. رقم: P40-47500 | زراعة الخلايا |
| L-Glutamine 200mM | PAN Biotech | Cat. رقم: P04-80100 | زراعة الخلايا |
| Trypsin / EDTA | PAN Biotech | Cat. رقم: P10-023100 | زراعة الخلايا |
| DMSO (ثنائي ميثيل سلفوكسيد لزراعة الخلايا) | PanReac AppliChem | VWR Cat.No: A3672.0250 | خلية |
| تجميد متوسط الفريزر (FCS مع 10٪ DMSO) أنبوب | تبريد خلوي ذاتي | الصنع | --- |
| تجميد الخلية- CryoPure 2 مل | Sarstedt | 72380 | خلية تجميد |
| 6-لوحة ثقافة خلايا جيدة ؛ معقم ؛ مع غطاء | Greiner bio-one | Cat.-No.: 657 160 | خلية زراعة |
| طبق بتري 92 × 16 مم ، PS ، بدون كاميرات | Sarstedt | Cat. رقم: 82.1472.001 | تحضير الأنسجة |
| شفرات جراحية معقمة | B.Braun (Aesculap) | REF BB510 | تحضير الأنسجة |
| BD DiscarditTM < / sup>II حقنة 10 مل | BD | REF 309110 | مصفاة خليةتحضير الأنسجة |
| . أصفر؛ 100 وميكرو؛ m | Falcon | REF 352360 | تحضير الأنسجة |
| CoolCell | biocision | رقم الصنف: 210004 | حاوية تبريد مع -1 & درجة ؛ C/min |
| Dewar نوع سفينة النقل 27 ب ، 2 لتر ، 138 مم | KGW | Cat. رقم: HT39.1 | نظام النقل |
| الماصة 200 & micro ؛ ل | Sarstedt | REF 70.760.002 | نقلالسائل |
| طرف المرشح 1000 & micro ؛ ل | Sarstedt | REF 70.762.411 | |
| ماصة نقل السائل 200 ومايكرو ؛ ل ، | قطةإيبندورف | الصفراء. رقم: 3121 000.082 | |
| ماصة نقل السائل 1000 وميكرو ؛ ل ، قطة | إيبندورف | الزرقاء. رقم: 3121 000.120 | |
| حاضنة نقل السوائل BB 6220 CU | Heraeus | Cat.-No.: لوحة | تسخينزراعة | الخلايا
| 51012839 PR & Auml ؛ ZITHERM | Harry Gestigkeit GmbH--- | مجهر التدفئة | |
| Zeiss Primo Vert | Carl Zeiss MicroImaging GmbH | الرقم التسلسلي. 3842000839 | مزارع خلايا التصوير |
| مقعد معقم التدفق الآمن 1.8 nunc | nunc GmbH & Co. KG | --- | معقم مجعد العمل |
| المجمد -80 درجة ؛ C | Kryotec-Kryosafe GmbH--- | تخزين العينات | |
| الميزان الإلكتروني MP-300 | Chyo | --- | Scale |
| BD Micro-fine ، حقنة الأنسولين U100 | BD | REF 324826 | مخدر بالحقن |
| Rompun 2٪ ؛ 25 مل | رقم موافقةBayer | : 6293841.00.00 | التخدير |
| كيتامين 100 مجم / مل ، 25 مل | CP-Pharma GmbH | رقم الموافقة: 401650.00.00 | تخدير |
| GES3S قارئ | Datamars | غير متوفر | قارئ RFID |
| ISO-Transponder FDX-B (1،4x8mm) | Peddymark | --- | RFID رقاقة |
| Cotrim-ratiopharm & reg ؛ أمبولين SF 480   ؛ mg/5 ml | Ratiopharm | PZN-03928197 | مضاد حيوي لمياه الشرب |
| لوحة تسخين #FM-20 42x28 سم | التنين | --- | التدفئة |
| مصباح التدفئة | مرهم البتراء الكهربائي ، Burgau | --- | التدفئة |
| للعيون والأنف (5٪ Dexpanthenol) Bepanthen | Bayer | PZN-01578675 | حمايةالعين |
| ملاقط تشريحية | B.Braun Aesculap | BD21 OR | الأدوات الجراحية |
| ملاقط جراحية | B.Braun Aesculap | BD50 1 R | مقص الأدوات الجراحية |
| B.Braun Aesculap | BC05 6R | الأدوات الجراحية | |
| إبرة حامل | B.Braun Aesculap | BH1 1 أو | الأدوات الجراحية |
| Prolene 5-0 | Ethicon | XN8870. | مادة خياطة جراحية | P32
| الرطوبة بخار خلع الملابس النفاذية | سميث & أمبير ابن أخ | REF 66004978 ، PZN- مادة | خياطة جراحية | 02063507
| ثنى فتحة لاصقة | حاجز | REF 904622 | معقم OP |
| مقايضة شاش الأنسجة Gazin & reg ؛ معقم ؛ 10x10 سم | Lohmann & amp Rauscher | REF 18506 | الأنسجة المعقمة |
| OP Raucotupf القطن المائلة قضيب | Lohmann& Rauscher | REF 11969 | قضيب |
| Corning & reg ؛ Matrigel Basement Membrane Matrix | Corning | Cat.-No.: 354234 | محلولمصفوفة الغشاء القاعدي |
| Braunol (7,5 جم بوفيدون اليود) | B.Braun Melsungen AG | رقم الصنف: 18839 | desinfection |
| MACS & reg ؛ حل تخزين الأنسجة | Miltenyi Biotec GmbH | رقم الطلب: 130-100-008 | حل التخزين |
| Formafix 4٪ | Grimm med. Logistik GmbH | رقم الصنف: حل تثبيت F10010G | |
| Software FreezerworksBasic | Dataworks Development، Inc | --- | منظمة عينة |
| Zebra TLP 2844 | طابعة | Zebra | --- | Label