تصف هذه الورقة أساليب توليد العلاج الدوائي وتحليل النباتات المشتقة من المريض لتقييم استجابات أدوية الورم في نظام نموذج حي ومناسب للمريض قبل السريرية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تصف هذه الورقة أساليب توليد العلاج الدوائي وتحليل النباتات المشتقة من المريض لتقييم استجابات أدوية الورم في نظام نموذج حي ومناسب للمريض قبل السريرية.
إن فهم مقاومة الأدوية ووضع استراتيجيات جديدة لتوعية السرطانات شديدة المقاومة يعتمدان على توافر نماذج مناسبة قبل السريرية يمكنها التنبؤ بدقة باستجابات المرضى. أحد عيوب النماذج الموجودة قبل السريرية هو عدم القدرة على الحفاظ على البيئة الدقيقة للورم البشري (TME) بشكل سياقي وتمثيل التغايرية داخل الرحم بدقة ، مما يحد من الترجمة السريرية للبيانات. وعلى النقيض من ذلك، من خلال تمثيل ثقافة الشظايا الحية للأورام البشرية، تسمح منصة التشميل المشتقة من المريض (PDE) بفحص استجابات الأدوية في سياق ثلاثي الأبعاد (ثلاثي الأبعاد) يعكس السمات المرضية والمعمارية للأورام الأصلية قدر الإمكان. وقد وثقت التقارير السابقة مع PDEs قدرة المنصة على التمييز بين العلاج الكيميائي الحسي من الأورام الكيميائية ، وقد ثبت أن هذا الفصل هو تنبؤي باستجابات المرضى لنفس العلاج الكيميائي. وفي الوقت نفسه، تتيح أجهزة مكافحة الأمراض الوراثية الفرصة لاستجواب السمات الجزيئية والوراثية والهسولوجية للأورام التي تتنبأ بالاستجابات الدوائية، وبالتالي تحديد المؤشرات الحيوية لتقسيم المرضى إلى طبقات فضلا عن النهج التدخلية الجديدة لتوعية الأورام المقاومة. هذه الورقة تقارير منهجية PDE بالتفصيل، من جمع عينات المرضى من خلال لتحليل نقطة النهاية. وهو يقدم وصفا مفصلا لأساليب الاشتقاق والثقافة التفسيرية ، وتسليط الضوء على الظروف المخصصة لأورام معينة ، عند الاقتضاء. لتحليل نقطة النهاية ، هناك تركيز على تعدد المناعة والتصوير متعدد الأطياف للتنميط المكاني للمؤشرات الحيوية الرئيسية داخل كل من المناطق الورمية والسترومالية. ومن خلال الجمع بين هذه الأساليب، يمكن توليد بيانات كمية ونوعية للاستجابة للأدوية يمكن ربطها بمختلف البارامترات الباثولوجية العيادية، وبالتالي يمكن استخدامها لتحديد العلامات البيولوجية.
ويتطلب تطوير عوامل فعالة وآمنة مضادة للانسان نماذج مناسبة قبل السريرية يمكن أن توفر أيضا نظرة ثاقبة لآليات العمل التي يمكن أن تسهل تحديد المؤشرات الحيوية التنبؤية والدوائية. بين وبين التجانس داخل التومور1،2،3،4،5 و TME6،7،8،9،10،11،12 معروفة للتأثير على استجابات الأدوية المضادة للسرطان ، والعديد من نماذج السرطان الموجودة قبل السريرية مثل خطوط الخلايا ، organoids ، ونماذج الماوس ليست قادرة على استيعاب هذه الاستجابات بشكل كامل حاسم ملامح. النموذج "المثالي" هو النموذج الذي يمكن أن يلخص التفاعلات المكانية المعقدة للخلايا الخبيثة غير الخبيثة داخل الأورام وكذلك يعكس الاختلافات الإقليمية داخل الأورام. تركز هذه المقالة على PDEs كمنصة ناشئة يمكنها تلبية العديد من هذه المتطلبات13.
يرجع أول مثال على استخدام PDEs البشرية ، والمعروف أيضا باسم زراعة الهستو ، إلى أواخر الثمانينيات عندما قام هوفمان وآخرون بتوليد شرائح من الأورام البشرية الطازجة واستزراعها في مصفوفة الكولاجين14،15. وشمل ذلك إنشاء نظام ثقافة ثلاثي الأبعاد يحافظ على بنية الأنسجة، ويضمن الحفاظ على المكونات السترومالية وتفاعلات الخلايا داخل TME. دون تفكيك الورم الأصلي، هوفمان وآخرون16 بشرت نهجا جديدا للبحوث التحويلية، ومنذ هذا الوقت، وقد الأمثل العديد من المجموعات أساليب مختلفة explant بهدف الحفاظ على سلامة الأنسجة وتوليد بيانات دقيقة استجابة المخدرات17،18،19،20،21،22،24 ، على الرغم من أن بعض الاختلافات بين البروتوكولات واضحة. بتلر وآخرون المستزرعة explants في الإسفنج الجيلاتين للمساعدة في نشر المواد الغذائية والأدوية من خلال عينة20،21،25، في حين أن Majumder وآخرون خلق نظام بيئي الورم عن طريق زراعة explants على رأس مصفوفة تتكون من الورم والبروتينات سترومال في وجود مصل أوتولوجوس المستمدة من نفس المريض22، 23.
في الآونة الأخيرة ، وضعت مجموعتنا بروتوكولا يتم بموجبه إنشاء النباتات الخارجية عن طريق تجزئة الأورام إلى قطع بحجم 2 - 3 مم3- يتم وضعها بعد ذلك دون مكونات إضافية على أغشية نفاذية في واجهة الهواء السائل لنظام الثقافة24. وقد أظهرت هذه الدراسات العديدة مجتمعة أن PDEs تسمح بثقافة الأجزاء الحية السليمة من الأورام البشرية التي تحتفظ بالعمارة المكانية وعدم التجانس الإقليمي للأورام الأصلية. في التجارب الأصلية، كانت النباتات أو النباتات النسيجية تخضع عادة للتجانس بعد العلاج من المخدرات، وبعد ذلك تم تطبيق مختلف المقايسات الجدوى على عينات متجانسة مثل الهيدروجينيلترات المخدرات استجابة المقايسة20،21، و MTT (3-(6) - 2،5-ديفينيلتيترازوليوم بروميد) المقايسة ، وdhydrogenase اللاكتات المقايسة ، أو المقايسة القائمة على الريزازورين26،27،28 . التقدم الأخير في تقنيات تحليل نقطة النهاية ، وخاصة علم الأمراض الرقمي ، قد وسع الآن ذخيرة اختبارات نقطة النهاية والمقاسات التي يمكن إجراؤها على explants29،30. لتطبيق هذه التقنيات الجديدة، بدلا من التجانس، يتم إصلاح النباتات في الفورماليين، جزءا لا يتجزأ من البارافين (FFPE) ومن ثم تحليلها باستخدام تقنيات الاحتواء المناعي، مما يسمح التنميط المكاني. وقد تم توثيق أمثلة على هذا النهج لسرطان الرئة الخلايا غير الصغيرة (NSCLC)، وسرطان الثدي، سرطان القولون والمستقيم، وورم الظهارة المتوسطة النباتات التي بموجبها تلطيخ المناعية الكيميائية لعلامة الانتشار، Ki67، وعلامة أبوبتوتيك، مشقوق بولي ADP الريبوز بوليمراز (cPARP)، واستخدمت لرصد التغيرات في انتشار الخلايا وموت الخلية24،31،32،33،34.
متعددة immunofluorescence قابلة بشكل خاص للتنميط المكاني للاستجابات المخدرات في explants عند نقطة النهاية35. على سبيل المثال ، من الممكن قياس إعادة توطين وتوزيع مكاني لفئات محددة من الخلايا المناعية ، مثل الضامة أو الخلايا التائية ، داخل TME عند العلاج الدوائي13و36و37و38، والتحقيق فيما إذا كان العامل العلاجي يمكن أن يفضل الانتقال من "الورم البارد" إلى "الورم الساخن"39 . في السنوات الأخيرة ، ركزت هذه المجموعة على اشتقاق PDEs من أنواع الأورام المختلفة (NSCLC ، سرطان الكلى ، سرطان الثدي ، سرطان القولون والمستقيم ، سرطان الميلانوما) واختبار مجموعة من عوامل مضادة للسرطان بما في ذلك العلاج الكيميائي ، ومثبطات الجزيئات الصغيرة ، ومثبطات نقاط التفتيش المناعية (ICIs). وقد تم تحسين أساليب تحليل نقطة النهاية لتشمل تعدد المناعة للسماح بالتنميط المكاني للمؤشرات الحيوية من أجل الجدوى وكذلك المؤشرات الحيوية لمختلف مكونات TME.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. جمع الأنسجة
2. إعدادإكسبلانت E
3. العلاج من المخدرات
4. المعالجة النسيجية
5. هيماتوكسيلين و إيوزين (H &؛ E) تلطيخ
6. التثبيط المناعي
ملاحظة: يجب تنفيذ الخطوات التالية في RT ما لم يذكر خلاف ذلك.
7. المسح الضوئي
ملاحظة: تم إجراء مسح الشرائح باستخدام نظام تصوير آلي متعدد الأطياف (انظر جدول المواد).
8. تحليل
ملاحظة: يوضح البروتوكول أدناه طريقة تحليل النمط الظاهري.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يسمح التصوير متعدد الأطياف للأقسام النسيجية الملطخة ب mIF بتحديد مجموعات الخلايا الفردية وتحديد مكونات الورم والسترومال في TME(الشكل 2). التصوير متعدد الأطياف مفيد بشكل خاص لتحليل الأنسجة ذات الفلورة الذاتية العالية ، مثل الأنسجة ذات محتوى الكولاجين العالي ، لأنه يسمح بفك إشارة الفلورة الذاتية من الإشارات الأخرى واستبعادها من التحليل اللاحق. في وقت لاحق في الأنسجة silico وتجزئة الخلايا يسمح للقياس الكمي للاستجابة المخدرات مع العديد من النواتج بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، أرقام الخلا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تصف هذه الورقة طرق توليد الأدوية وعلاجها وتحليلها وتسلط الضوء على مزايا المنصة كنظام نموذجي قبل السريري. ex vivo زراعة ورم استئصالها حديثا، والتي لا تنطوي على تفكيكها، ويسمح للاحتفاظ بنية الورم13،24، وبالتالي، والتفاعلات المكانية للمكونات الخلوية في TME وكذلك التغايرية داخل الطبيعة. توضح هذه الطريقة كيف أنه باستخدام علامة خاصة بالورم ، من الممكن تحديد مناطق أنسجة الورم مقابل مناطق ستروما وبالتالي استجابات الدواء المنفصلة داخل هذه المقصورات(ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا شيء للكشف عنه
نشكر الجراحين وأخصائيي علم الأمراض في المستشفيات الجامعية في ليستر NHS Trust على توفير أنسجة الورم الجراحية التي تم استئصالها. نشكر أيضا منشأة الأنسجة داخل خدمات التكنولوجيا الحيوية الأساسية للمساعدة في معالجة الأنسجة وتجزؤ كتل أنسجة FFPE وKees Straatman لدعمها باستخدام Vectra Polaris. تم دعم وتمويل هذا البحث من قبل اتحاد Explant الذي يضم أربعة شركاء: جامعة ليستر ، ووحدة السموم MRC ، ومختبرات اكتشاف السرطان في المملكة المتحدة العلاجية ، و LifeArc. وقدم مركز CRUK-NIHR ليستر التجريبي لطب السرطان دعما إضافيا (C10604/A25151). تم توفير التمويل لجنرال موتورز، CD، وNA من قبل برنامج محفز سرطان الثدي الآن (2017NOVPCC1066)، الذي يدعمه التمويل من شركة فايزر.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <قوي > حمض الخليك < / قوي > | سيجما | 320099 | كاشف تلطيخ |
| <قوي > مخفف للأجسام المضادة / كتلة ، 1x< / قوي> بيركين | إلمر | ARD1001EA | مخفف / مانع الأجسام المضادة المخففة / العازلة |
| < قوية>بارنستيد نانو بيور دايموند< قوي>بارنستيد | الترا نقية (UP) H2< / آلة > فرعية | ||
| <قوية> حامض الستريك أحادي الهيدرات < / قوي > | سيجما ألدريتش | C7129 | كاشف للمخزن المؤقت للسترات |
| < قوي > كوستار لوحات ثقافة خلايا الآبار المتعددة < / قوي > | Corning Incorporated | 3516 | 6 لوحة متعددة الآبار |
| < قوي > DAPI ثنائي اللاكتات < / قوي > | تقنيات | الحياة D3571 | |
| < قوي > 100 × 17 مم ، Nunclon Delta < / قوي> | طبق ThermoFisher Scientific | 150350 | بقطر 100 مم لزراعة |
| الأنسجة <قوي >DMEM (1x) متوسط النسر المعدل من Dubelcco + 4.5 جم / لتر D-Glucose + 110 مجم / مل بيروفات الصوديوم < / قوي > | Gibco (تقنيات الحياة) | 10569-010 | وسط زراعة الأنسجة (500 مل) |
| <قوي >DPX mountant< / strong> | VWR | 360294H | تركيب متوسط |
| < قوي >DPX مثبت< / قوي > | ميرك | 6522 | تصاعد متوسط |
| < قوي > حمض الإيثيلين ديامين تترا أسيتيك (EDTA) < / قوي > | سيجما ألدريتش | 3609 | كاشف للمخزن المؤقت |
| TE < قوي > إيوسين < / قوي > | CellPath | RBC-0100-00A | كاشف تلطيخ |
| < قوي > مصل بقري الجنين < / قوي > | جيبكو | 10500-064 | للاستخدام في زراعة الأنسجة متوسط |
| <قوي>37٪ فورمالديهايد < / قوي > | فيشر (أكروس) | 119690010 | 10٪ فورمالين |
| <قوي >iGenix ، فرن ميكروويف IG2095 < / قوي> | iGenix | IG2095 | ميكروويف يستخدم لاستعادة المستضد |
| < قوي > الروح الميثيلية الصناعية (IMS) < / قوي> | جينتا ميديكال | 199050 | 99٪ كحول صناعي مشوه (IDA) |
| InForm Advanced Image Analysis Software< / strong> | Akoya Biosciences | InForm | |
| Leica ASP3000 Tissue Processor | Leica Biosystems | Automated Vacuum Tissue | |
| ProcessorLeica Arcadia H and C< / strong> | Leica Biosystems | حمام الشمع | |
| Leica RM2125RT< / قوي> | Leica Biosystems | Rotary microtome | |
| < strong>Leica ST4040 Linear Stainer < / strong> | Leica Biosystems | H& E stainer | |
| < قوي > Mayer's Haematoxylin < / strong > | Sigma | GHS132-1L | كاشف تلطيخ |
| < قوي > إدراج ثقافة الخلايا Millicell ، 30 مم ، PTFE محب للماء ، 0.4 وميكرو ؛ m< / strong> | Merck Milipore | PICMORG50 | قرص إدراج ثقافة النمط العضوي |
| < قوي > نظام الكشف عن البوليمر Novolink < / قوي > | Leica Biosystems | RE7150-K | DAB تلطيخ |
| كيت < قوي > أوبال 480 < / قوي > | أكويا بيوساينسز | FP1500001KT | فلوروفور مع ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) مخفف |
| < قوي > أوبال 520 < / قوي> | أكويا بايوساينسز | FP1487001KT | الفلوروفور مع ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) المخفف |
| < قوي > أوبال 570 < / قوي > | أكويا بيوساينسز | FP1488001KT | فلوروفور مع ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) المخفف |
| < قوي > أوبال 620 < / قوي > | أكويا بايوساينسز | FP1495001KT | فلوروفور مع ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) المخفف |
| < قوي > أوبال 650 < / قوي> | أكويا بيوساينسز | FP1496001KT | فلوروفور مع ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) المخفف |
| < قوي > أوبال 690 < / قوي > | أكويا بيوساينسز | FP1497001KT | فلوروفور مع ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) المخفف |
| < قوي > أوبال 780 / كاشف أوبال TSA-DIG < / قوي > | أكويا بيوساينسز | FP1501001KT | فلوروفور مع مخفف ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) وكاشف TSA-DIG |
| <قوي> أوبال بوليمر HRP MS Plus Rb ، 1x< / strong> | Perkin Elmer | ARH1001EA | HRP بوليمر |
| <قوي> البنسلين / محلول الستربتومايسين< / قوي> | فيشر 11548876 علمي | للاستخدام في زراعة الأنسجة المتوسطة | |
| <قوي>PhenoChart عارض سياقي للشريحة الكاملة< / قوي> | Akoya Biosciences | PhenoChart | Viewer للصور الممسوحة ضوئيا |
| أقراص ملحية <قوية > فوسفات مخزنة < / قوية > | ثانية أوكس BR0014G يد حراري | PBS | |
| < قوي>1x بالإضافة إلى تضخيم مخفف < / قوي > بيركين | إلمر | FP1498 | مخفف الفلوروفور |
| < قوي > إطالة الماس المضاد للتلاشي جبل < / قوي > | Invitrogen | P36961 | تصاعد متوسط |
| < قوي > الناقل المنزلق< / قوي > | Perkin Elmer | لتحميل الشرائح في Slide Carrier Hotel للمسح الضوئي باستخدام Vectra Polaris | |
| < قوي > كلوريد الصوديوم < / قوي> فيشر | Scientific | S / 3160/63 | 10٪ فورمالين |
| <قوي > كريات هيدروكسيد الصوديوم < / قوي> كاشف | السترات العازلة | ||
| < قوي > Tenatex Tough - وردي (500 جم) < / قوي > | KEMDENT | 1-601 | سطح شمع |
| الأسنان < قوي > حراري علمي ؛ Shandon Sequenza Slide Rack لمركز Immunostaining Center< / strong> | Fisher Scientific | 10098889 | Holder للشرائح ومقاطع الشرائح |
| < قوي > Thermo Scientific Shandon Plastic Coverplates < / strong> | Fisher Scientific | 11927774 | Slide |
| clips< قوي > تريس (هيدروكسي ميثيل) أمينوميثان (تريس) < / قوي > | 252859 سيجما ألدريتش | للمخزن المؤقت TE | |
| <قوي>VectaShield< / قوي> | مختبرات Vecta | H-1000-10 | تصاعد متوسط |
| <قوي> Vectra Polaris الشريحة الماسح الضوئي< / قوي> Perkin | Elmer | Vectra Polaris | الشريحة الماسح |
| الضوئي<قوي>الزيلين< / قوي> | جينتا الطبية | XYL050 | عامل إزالة الشمع |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.