مقالة منهجية

جهاز علاج ضوئي ديناميكي مدمج وقائم على الصمام الثنائي الباعث للضوء لتعزيز السمية الخلوية للفيرتيبورفين في نموذج زراعة الخلايا 2D

DOI:

10.3791/64391

⸱

يناير 13, 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Graduate Program in Pharmaceutical Sciences, Laboratory of Cancer Drug Resistance, Federal University of Parana, 2Graduate Program in Pharmaceutical Sciences, Federal University of Parana, 3Federal Institute of Parana

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا ، نصف جهازا جديدا وبسيطا ومنخفض التكلفة لإجراء فحوصات العلاج الضوئي الديناميكي (PDT) بنجاح في المختبر باستخدام ثقافة خلايا HeLa ثنائية الأبعاد و verteporfin كحساس للضوء.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تصف هذه الورقة جهازا جديدا وبسيطا ومنخفض التكلفة لإجراء فحوصات العلاج الضوئي الديناميكي في المختبر (PDT) ، يسمى PhotoACT. تم بناء الجهاز باستخدام مجموعة من الثنائيات التقليدية الباعثة للضوء القابلة للبرمجة (LEDs) ، ووحدة عرض الكريستال السائل (LCD) ، ومستشعر الضوء المتصل بلوحة متحكم تجارية. تم تصنيع الهيكل القائم على الصندوق للنموذج الأولي باستخدام ألواح ليفية متوسطة الكثافة (MDFs). يمكن للمقصورة الداخلية تخصيص أربع لوحات دقيقة متعددة الآبار في وقت واحد.

كدليل على المفهوم ، درسنا التأثير السام للخلايا للمحسس الضوئي (PS) verteporfin ضد خط خلية HeLa في ثقافة ثنائية الأبعاد (2D). عولجت خلايا هيلا بتركيزات متزايدة من فيرتيبورفين لمدة 24 ساعة. تم التخلص من الوسط الطافي المحتوي على الدواء ، وتم غسل الخلايا الملتصقة بمحلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) ، وأضيف وسط خال من المخدرات. في هذه الدراسة ، تم فحص تأثير verteporfin على الخلايا إما دون التعرض للضوء أو بعد التعرض لمدة 1 ساعة للضوء باستخدام قيم الأحمر والأخضر والأزرق (RGB) من 255 و 255 و 255 (متوسط الطلاقة 49.1 ± 0.6 J / cm2). بعد 24 ساعة ، تم تقييم صلاحية الخلية بواسطة مقايسة 3- (4،5-ثنائي ميثيل -2-ثيازوليل) -2،5-ثنائي فينيل تيترازوليوم بروميد (MTT).

أظهرت النتائج التجريبية أن تعرض الخلايا المعالجة ب verteporfin للضوء من الجهاز يعزز التأثير السام للخلايا للدواء عبر آلية بوساطة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS). بالإضافة إلى ذلك ، تم التحقق من صحة استخدام النموذج الأولي الموصوف في هذا العمل من خلال مقارنة النتائج بجهاز PDT تجاري. وبالتالي ، فإن هذا النموذج الأولي للعلاج الضوئي الديناميكي القائم على LED يمثل بديلا جيدا للدراسات المختبرية ل PDT.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

من بين أكثر الأمراض غير السارية فتكا، يمثل السرطان سببا رئيسيا عالميا للوفاة المبكرة. وبلغ عدد الوفيات ما يقرب من 10 ملايين حالة وفاة في عام 2020 ، وهو ما يمثل حوالي واحد من كل ستة وفيات في جميع أنحاء العالم1. بالإضافة إلى ذلك ، تمثل ظاهرة مقاومة الأدوية المتعددة (MDR) تهديدا هائلا للصحة العامة ، حيث تفشل بروتوكولات العلاج الكيميائي المعتمدة في الوصول إلى مراحل مغفرة لهذه الحالة السريرية2. يمكن للخلايا السرطانية تطوير مقاومة للعلاج الكيميائي من خلال عدة آليات. ومع ذلك ، فإن الإفراط في التعبير عن بعض ناقلات الكاسيت المرتبطة ب ATP (ABC) - مضخات التدفق المعتمدة على ATP - يعتبر السبب الرئيسي لتطور MDR داخل البيئة المكروية للورم3. بالإضافة إلى MDR ، تعزز مضاعفات السرطان الأخرى ، مثل التكرار والورم الخبيث ، الطلب الملح لتطوير وتحسين الأساليب العلاجية للتغلب على هذا التحدي الأورامي.

تم ممارسة الاستخدام العلاجي للضوء لعدة قرون4 ، ويمثل العلاج الضوئي الديناميكي (PDT) نهجا علاجيا معتمدا سريريا للأورام الصلبة. يجمع PDT بين إعطاء محسس ضوئي (PS) متبوعا بتشعيع خفيف لتوليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) لممارسة السمية الخلوية الانتقائية في الخلايا السرطانية. هذا النهج العلاجي متفوق على الطرق التقليدية ، بما في ذلك الجراحة والإشعاع والعلاج الكيميائي5 ؛ إنها تقنية طفيفة التوغل تظهر سمية خلوية أقل في الأنسجة الضامة6. يضمن تطبيق الضوء وتراكم PS مباشرة في الورم أو بيئته المكروية استهدافا دقيقا ، وبالتالي آثارا جانبية جهازية طفيفة وغير مرغوب فيها7 وإمكانية العلاج المتكرر في نفس الموقع. علاوة على ذلك ، فإن التكلفة أقل من تكلفة الأساليب الأخرى. نظرا لميزاته الواعدة ، يمكن اعتبار PDT خيارا مناسبا لكل من الفردي ، خاصة في حالة الأورام غير القابلة للعمل ، أو علاج السرطان المساعد7 ، ويمثل بديلا ل MDR المتعلق بالعلاج الكيميائي 8,9.

تم وصف التقرير الأول الذي يظهر معدل استجابة موضوعي مرتفع باستخدام PDT في عام 1975 في نموذج الفئران والجرذان10. منذ ذلك الحين ، أجريت دراسات باستخدام PDT مع نتائج إيجابية7 في كل من الجسم الحي وفي المختبر مع خطوط الخلايا السرطانية البشرية في ثقافة الخلايا ثنائية الأبعاد11,12. بالنظر إلى قابلية التطبيق الواسع ل PS المعتمد سريريا ، بغض النظر عن مسارات التراكم المحددة ونطاقات الطول الموجي لقمم الامتصاص ، فإن العملية العامة هي كما يلي: (i) امتصاص PS ، (ii) ذروة تركيز PS في الورم أو بيئته المكروية ، (iii) تطبيق الضوء ، (iv) تفاعل ضوء PS ، (v) نقل طاقة الحالة المثارة PS إلى ركيزة الأنسجة أو جزيئات الأكسجين المحيطة ، (vi) إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية التي تنطوي على الأكسجين المفرد أو أنيون الأكسيد الفائق ، (vii) موت الخلايا السرطانية عن طريق ، بشكل أساسي ، النخر أو موت الخلايا المبرمج (الموت المباشر) ، الالتهام الذاتي (آلية الحماية الخلوية) ، نقص تروية الأنسجة (تلف الأوعية الدموية) ، التعديل المناعي ، أو تداخل هذه الآليات7. في هذه المرحلة النهائية ، يعتمد تنشيط مسار موت خلية معين على العديد من العوامل ، مثل خصائص الخلية ، والتصميم التجريبي ، والأهم من ذلك ، توطين PS داخل الخلايا والضرر المستهدف المرتبط ب PDT13.

Verteporfin هو الجيل الثاني من PS ، معتمد من قبل الوكالات التنظيمية للاستخدام السريري في النرويج والصين لعلاج الضمور البقعي المرتبط بالعمر7. بعد تسليم الجرعة ، تم الإبلاغ عن أن هذا الدواء الأولي يتراكم جزئيا في الميتوكوندريا14 ويحفز فسفرة التيروزين البروتين الخلوي وتجزئة الحمض النووي ، مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج للخلايا السرطانية15,16. بعد 24 ساعة حضانة لاستيعاب verteporfin ، يوصى باستخدام بروتوكول PDT باستخدام إعداد الطول الموجي 690 نانومتر لتحقيق مستويات فعالة من نقل الإشعاع الكهرومغناطيسي إلى الجزيئات المجاورة 7,17.

فيما يتعلق بمصدر الضوء ل PDT ، عادة ما تكون أنظمة ليزر الصمام الثنائي الكلاسيكية باهظة الثمن ومعقدة تقنيا وكبيرة الحجم وبالتالي غير محمولة18,19. نتيجة لملف تعريف الطول الموجي الفردي ، والذي يمكن ملاحظته أيضا في معدات PDT القائمة على LED ، فإن الطلب على الوحدات المستقلة لكل تطبيق محسس ضوئي يجعل استخدام أنظمة ليزر الصمام الثنائي أكثر تعقيدا وغير مجد اقتصاديا20,21. لذلك ، يعتبر استخدام آلات LED البديل الواعد ليس فقط لحل مشاكل التكاليف22 والصيانة ، ولكن أيضا لتوفير خرج طاقة عالي وأقل ضررا 23 وقدرة إضاءة أوسع24،25،26،27.

على الرغم من المساهمة المحتملة التي يمكن أن تقدمها المعدات المستندة إلى LED لتجارب PDT28 ، لا تزال معظم الخيارات التجارية تمتلك عيوبا مثل نقص قابلية النقل والتكلفة العالية ومشاريع البناء المعقدة والتشغيل29. كان الهدف الرئيسي من هذا العمل هو تقديم أداة بسيطة وموثوقة لفحوصات PDT في المختبر . تصف هذه الورقة PhotoACT ، وهو جهاز PDT قائم على LED مدمج داخليا ، وهو غير مكلف وسهل الاستخدام ومحمول. كدليل على المفهوم ، يظهر هذا الجهاز لتعزيز السمية الخلوية لل verteporfin في نموذج زراعة الخلايا 2D ، وبالتالي ، يمكن استخدامه كأداة بحث في تجارب PDT.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: راجع جدول المواد للحصول على التفاصيل المتعلقة بجميع المواد والكواشف والبرامج المستخدمة في هذا البروتوكول.

1. بناء الجهاز

  1. المنشار الألواح الليفية متوسطة الكثافة بسمك 3 مم (MDF) للحصول على قطع بالأبعاد الموضحة في الشكل 1 أ.
    ملاحظة: استخدم الملف المتجه (الملف التكميلي 1) لقطع التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC).
  2. قم ببناء صندوقين بالأبعاد التالية (الطول × العرض × الارتفاع): 330 مم × 235 مم × 225 مم للصناديق الأكبر ، و 300 مم × 220 مم × 150 م للصناديق الأصغر (الشكل 1 ب).
  3. قم بحفر الجزء الخلفي من الصندوق الأكبر لتثبيت موصل مقبس الأسطوانة. قم بحفر الجزء العلوي من الصندوق الأكبر والجزء العلوي والسفلي من الصندوق الأصغر لتوفير ممر للكابلات الكهربائية (الشكل 1C).
  4. قم بطلاء جميع الأسطح الداخلية بالحبر الأسود لتعزيز حدوث الضوء المتجانس (الشكل 1 د).
  5. قم بتوصيل ، بالتوازي ، ثلاثة أشرطة LED مع 10 مصابيح LED لكل منها على السطح الداخلي العلوي للصندوق الأصغر (الشكل 1E).
  6. قم بتركيب مستشعر سطوع في وسط السطح الداخلي السفلي للصندوق الأصغر (الشكل 1F).
  7. اطبع هيكل وحدة التحكم (الشكل 1G) باستخدام ملف الطباعة ثلاثي الأبعاد (الملف التكميلي 2).
  8. قم بتثبيت جميع المكونات (زر الطاقة ، ومقاييس الجهد ، ولوحة اللمس للوقت / البدء ، ومصابيح LED ، ومستشعر السطوع ، وشاشة LCD ، والجرس ، ومصدر الطاقة) في منافذ لوحة التحكم ESP32 المثبتة في وحدة التحكم الداخلية (الشكل 2).
  9. قم بتحميل رمز البرمجة (الملف التكميلي 3 والملف التكميلي 4 والملف التكميلي 5) وقم بإجراء اختبار للتحقق من أن جميع الاتصالات تعمل (الشكل 1H).
  10. قم بتجميع الصناديق وإصلاحها معا لتجنب الفجوات ، وبالتالي تداخل الضوء الخارجي وفقدان الضوء المنبعث. قم بتوصيل وحدة التحكم المركبة بالمنطقة المحفورة في الجزء العلوي من النموذج الأولي (الشكل 1I).
  11. ثبت بابا أماميا من نفس المادة وأبعاد 330 مم × 225 مم (الطول × العرض) على الصندوق الأكبر بمفصلتين صغيرتين. أيضا ، قم بتوصيل أشرطة الفيلكرو جانبيا بالصندوق الأكبر لتعزيز إغلاق النموذج الأولي (الشكل 1J). قم بتركيب مقبض للتعامل مع الباب الأمامي للمعدات.
  12. قم بتوصيل أربع وسادات قدم مطاطية في الجزء السفلي من النموذج الأولي لضمان مزيد من الثبات أثناء العمليات (الشكل 1K).

2. خطوط الخلايا: الزراعة والبذر والعلاج

  1. المواد الكيميائيه
    1. قم بإذابة البورفيرين في ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) لتحقيق تركيز 100 mM.
      تنبيه: يجب التعامل مع DMSO بعناية (التعامل مع استخدام معدات الحماية الشخصية وفي منطقة جيدة التهوية). تعامل مع كل من المخزون والمحاليل المخففة بعناية لتجنب التعرض المفرط للضوء.
  2. خطوط الخلايا
    1. قم بزراعة خط خلايا HeLa في وسط منخفض الجلوكوز منخفض الجلوكوز (DMEM) من Dulbecco مع 10٪ مصل بقري جنيني و 1٪ جنتاميسين.
    2. احتفظ بقوارير المزرعة في حاضنة زراعة خلايا CO2 بنسبة 5٪ عند 37 درجة مئوية.
    3. إدارة وفحص الخلايا حتى تصل إلى 80٪ -90٪ التقاء.
  3. عملية البذر
    1. قم بإزالة وسط الثقافة من القارورة.
    2. اغسل الخلية أحادية الطبقة باستخدام برنامج تلفزيوني.
    3. افصل زراعة الخلايا المتقاربة باستخدام التربسين-EDTA (0.5٪) 1x لمدة 5 دقائق عند 37 درجة مئوية. أوقف عمل التربسين عن طريق إعادة تعليق الخلايا بوسط استزراع مكمل بنسبة 10٪ مصل بقري جنيني و 1٪ جنتاميسين.
    4. عد الخلايا المعاد تعليقها باستخدام مقياس الدم وزرعها في صفيحة من 96 بئرا عند 2.0 × 104 خلايا / بئر.
    5. تحضير لوحين للظروف المظلمة والخفيفة.
    6. احتضان لوحات لمدة 24 ساعة لمرفق الخلية.
  4. عملية العلاج
    1. قم بإزالة الوسط من كل من لوحات 96 بئر.
    2. علاج الخلايا مع 100 ميكرولتر من تركيزات متزايدة من verteporfin (0.045 إلى 24 ميكرومتر ، التخفيف التسلسلي).
    3. احتضان الخلايا مع العلاج من تعاطي المخدرات لمدة 24 ساعة للسماح باستيعاب verteporfin.
    4. بعد 24 ساعة ، تخلص من الوسط الذي يحتوي على الدواء ، واغسل الطبقة الأحادية من الخلايا باستخدام PBS (100 ميكرولتر) ، وأضف وسيطا خاليا من المخدرات (100 ميكرولتر).
    5. قم بتغطية صفيحة دقيقة واحدة بورق الألمنيوم لحمايتها من التعرض للضوء واحتضانها لمدة 24 ساعة. ستوفر هذه اللوحة بيانات التحكم لنتائج PDT (الحالة المظلمة). سيتم استخدام الصفيحة الدقيقة الأخرى في حالة التعرض للضوء في الجهاز.

3. تشغيل الجهاز

  1. قم بتوصيل جهاز PDT بمأخذ التيار الكهربائي وقم بتشغيله بالضغط على زر الطاقة .
  2. ضع الصفيحة الدقيقة الأخرى (حالة الضوء) في جهاز PDT وأغلق الجهاز عن طريق تثبيت الباب الأمامي بأشرطة الفيلكرو.
  3. استخدم مقاييس الجهد لضبط تكوين RGB (تجربة RGB 255 ، 255 ، 255 هنا ) وتعيين لون انبعاث الضوء.
    ملاحظة: تحتوي كل مجموعة RGB على طيف انبعاث محدد ، والذي يجب تعديله للتجارب مع محسسات ضوئية مختلفة ، وبالتالي منحنيات امتصاص مختلفة.
  4. اضغط على لوحة اللمس (+) / (- ) لضبط تكوين الوقت (تجربة مدتها 60 دقيقة هنا) وتعيين مدة الفحص.
    ملاحظة: سيحدد تكوين الوقت ، بالاقتران مع قيمة الإشعاع ، طلاقة العملية - الجرعة الخفيفة المطبقة في الفحص.
  5. تحقق من معلومات الإعداد على الشاشة.
  6. اضغط على زر ابدأ لبدء الفحص. تأكد من سماع صفارة صوت تنبيه واحد في بداية الفحص.
  7. أثناء التجربة ، لاحظ المعلومات في الوقت الفعلي على الشاشة ، مثل الإشعاع والوقت المتبقي.
  8. لا تفتح الباب الأمامي أو تغير أي تكوين أثناء فحص PDT.
  9. في نهاية الفحص ، انتظر صفارة بأربعة أصوات تنبيه والنظام الإلكتروني لإيقاف تشغيل جميع مصابيح LED. راقب رسالة منتهية والكمية النهائية للطاقة المستهلكة - الطلاقة - أثناء التجربة في الشاشة.
    ملاحظة: يتم حساب القيمة النهائية للفلوانس باستخدام المعادلة (1):
    figure-protocol-1 (1)
    حيث F يساوي J / cm 2 و I يساوي mW / cm 2 أو mJ / s · cm2. تأخذ قيمة الإشعاع في الاعتبار قوة مصابيح LED (مصدر الانبعاث) والمنطقة المشععة بشكل موحد للغرفة المظلمة (660 سم 2) (المعادلة [2]):
    figure-protocol-2 (2)
    يتم عرض قيمة الإشعاع النظري على شاشة الجهاز في جميع أنحاء اختبار PDT بأكمله. في نهاية العملية ، استخدم المعادلة (3) لحساب الطلاقة:
    فلوينس (F) = الإشعاع (I ، قيمة ثابتة) × وقت (أوقات) التشغيل (3)

4. فحص صلاحية الخلية

  1. بعد فحص PDT ، قم بتغطية الصفيحة الدقيقة التي تعرضت للضوء واحتضانها لمدة 24 ساعة.
  2. بعد فترة الحضانة ، قم بإزالة وسط الاستزراع من كلا اللوحين ، واغسل الطبقة الأحادية من الخلايا باستخدام PBS (100 ميكرولتر) ، وأضف محلول MTT (0.5 مجم / مل ، 100 ميكرولتر). احتضان كل من اللوحات - الظروف المظلمة والخفيفة - لمدة 4 ساعات للسماح بتكوين بلورات الفورمازان.
  3. قم بإزالة محلول MTT بعناية وقم بإذابة البلورات الأرجوانية بمحلول DMSO / الإيثانول (1: 1).
  4. بعد الذوبان الكامل للبلورات ، قم بإجراء قياس الامتصاص باستخدام قارئ microplate عند 595 نانومتر.
    ملاحظة: يمكن استخدام الجهاز في تجارب مهمة أخرى مثل موت الخلايا بوساطة ROS الناجم عن المحسسات الضوئية بعد التعرض للضوء عن طريق قياس التدفق الخلوي30.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تضمن جهاز PDT النهائي ، المسمى PhotoACT ، غرفة مظلمة لتخصيص ما يصل إلى أربع لوحات دقيقة متعددة الآبار ، مع سطحها الداخلي العلوي المجهز بمجموعة من 30 مصباح LED متناثرة مبرمجة لإصدار أطياف مميزة من الضوء المرئي (الشكل 3 والملف التكميلي 6). تم بناء الجهاز باستخدام صندوقين مرتبطين: صندوق داخلي مصمم كغرفة مظلمة لفحوصات PDT ، وصندوق خارجي لتغطية الغرفة الداخلية وحمل وحدة التحكم (الشكل 1B). تم طلاء الصندوق الداخلي باللون الأسود (ال...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

كان جهاز PhotoACT النهائي مناسبا للبناء بمكونات منخفضة التكلفة متاحة تجاريا بتكلفة إجمالية تقل عن 50 دولارا. وتشمل المزايا الإضافية انخفاض متطلبات الصيانة، والقدرة على تشعيع أنواع متعددة من ألواح الاستزراع، والاستخدام المتزامن لما يصل إلى أربع وحدات لكل فحص، والوزن المنخفض (2 كجم)/الحجم (44سم3) الذي يسمح بقابلية النقل، والإشعاع الدقيق والقابل للتكرار (البيانات غير معروضة)، وواجهة إعداد سهلة الاستخدام وبسيطة لا تتطلب الاتصال بالحواسيب أو الآلات الأخرى.

أدت بعض الخطوات الحاسمة لكل من ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نشكر آرثر هنريكي غوميز دي أوليفيرا ولوكاس جوليان كروز غوميز للمساعدة في عملية التصوير. تم دعم هذا المشروع من قبل مجلس البحوث البرازيلي (CNPq ، أرقام المنح 400953 / 2016-1-404286 / 2021-6) و Fundação Araucária-PPSUS 2020/2021 (SUS2020131000003). تم تمويل هذه الدراسة جزئيا أيضا من قبل Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES) - قانون المالية 001.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

2< / sub>

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
0.5٪ Trypsin-EDTA (10x)Gibco15400054كاشف تفكك ثقافة الخلايا الثديية
طابعة ثلاثية الأبعادFlashforgeFinder نموذج
96 بئر ألواحسطحية غير معقمة وبوليسترين وعالية الربط مع آبار مسطحة القاع تستخدم لثقافة الخلايا ثنائية الأبعاد
طراز TSL2561 مع مستويات الكشف عن 0.1-40.000+ لوكس وأزرار
قارورة زراعة الخلايا الجرس
قارورةمعقمة ، بوليسترين ، قارورة سفلية مستطيلة مع سطح معالج بثقافة الأنسجة (TC) ، رقبة معلقة وغطاء تنفيس (أحجام)
الطردالمركزيأنابيب معقمة من مادة البولي بروبلين بسعة 15/50 مل تستخدم لتخفيف ثقافة الخلايا في خطوة البذر للوحة
ESP32
DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) هو وسيط قاعدي يستخدم على نطاق واسع لدعم نمو العديد من خلايا الثدييات المختلفة.
DMSOسيجما ألدريتشD4540-500MLثنائي ميثيل سلفوكسيد ، & ge ؛ 99.5٪ (GC) ، مناسب لزراعة الخلايا
النباتية مصل الأبقار الجنيني   ؛Gibco12657029FBS أفضل قيمة من خلال توفير اتساق لنمو الخلايا بمرور الوقت والممرات.
جنتاميسين (50 مجم / مل)جيبكو15750060دواء مضاد حيوي قابل للذوبان في الماء تم تنقية أصله من الفطريات   ؛ Micromonospora purpurea. يعمل الجنتاميسين عن طريق منع تلوث زراعة الخلايا
الدممنقوشة Neubauer تستخدم لعد الخلايا في خطوة البذر من
مجهر المختبر المقلوبLeicaDM IL LED
Laminar Flow HoodCabin المصمم لحماية بيئة العمل من الملوثات من خلال الحفاظ على تدفق مستمر أحادي الاتجاه للهواء المفلتر HEPA خلال العمل منطقة. تستخدم في عدة خطوات من إجراءات زراعة الخلايا ومعالجتها
LCD
LED RGB WS28125050 RGB SMD مع معالج مدمج. شريط مع 30 مصباح LED ، طول 1 متر و 9 واط
ليفي MDFسمك 3 مم ألواح ليفية متوسطة الكثافة أنابيب
طردمعقمة ، أنابيب بولي بروبلين مع غطاء أمان وسعة 1.5 / 2.0 مل. أدوات مريحة لمعالجة الأحجام الصغيرة في خطوة معالجة قارئ
الفحص MicroplateThermoFischerMultiskan FC Microplate Photometer المصمم للكشف عن نطاق واسع من الطول الموجي للامتصاص (340-850 نانومتر). تم استخدام المعدات لتقييم صلاحية الخلية بعد حضانة MTT.
كاشف MTTInvitrogenM64943- (4،5-Dimethylthiazol-2-yl) -2،5-diphenyltetrazolium bromide. تستخدم لمقايسات جدوى الخلية
نظام التشغيلReal Time Engineers ltd.FreeRTOS
P10 micripipetteغير إلكتروني ، أحادي القناة ، 1-10 & L سعة
P1000 ماصةدقيقة غير إلكترونية ، أحادية القناة ، 10-1000 مو ؛ L سعة
P200 ماصةدقيقة غير إلكترونية ، أحادية القناة ، 20-200 مو ؛
L سعة PDTLumaCareموديل LC-122
محلول ملحي مخزن بالفوسفات درجة الحموضة 7.4Gibco10010031تركيبة ملح متوازنة تستخدم لغسل الخلايا أثناء إجراءات الزراعة والفحص
مقاييس
غير معقمة ، تناسب عالمي ، 10/200/1000 مو ؛ L الأحجام القصوى
VerteporfinSigma-AldrichSML0534-5MGVerteporfin, & ge ; 94٪ (HPLC)
مستشعر سطوع Arduino واجهة I2C سفلية أنابيب تحكم الحاضنة CODesign Software Trimble SketchUp DMEM High Glucose Gibco 11965092 يوفر مقياس غرفة شاشة ألواح مركزي دقيقة معدات نصائح الجهد

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ferlay, J., et al. International agency for research on cancer. Global Cancer Observatory: Cancer Today. 23 (7), https://gco.iarc.fr/today/home 323-326 (2018).
  2. Gottesman, M. M., Fojo, T., Bates, S. E. Multidrug resistance in cancer: role of Atp-dependent transporters. Nature Reviews Cancer. 2 (1), 48-58 (2002).
  3. Szakacs, G., Paterson, J. K., Ludwig, J. A., Boothe-Genthe, C., Gottesman, G. A. Targeting multidrug resistance in cancer. Nature Reviews Drug Discovery. 5 (3), 219-234 (2006).
  4. Ackroyd, R., Kelty, C., Brown, N., Reed, M. The history of photodetection and photodynamic therapy. Photochemistry and Photobiology. 74 (5), 656-669 (2001).
  5. Hamblin, M. R. Photodynamic therapy for cancer: what's past is prologue. Photochemistry and Photobiology. 96 (3), 506-516 (2020).
  6. Barr, H., et al. The contrasting mechanisms of colonic collagen damage between photodynamic therapy and thermal injury. Photochem Photobiol. 46 (5), 795-800 (1987).
  7. Algorri, J. F., Ochoa, M., Roldán-Varona, P., Rodríguez-Cobo, L., López-Higuera, J. M. Photodynamic therapy: A compendium of latest reviews. Cancers. 13 (17), 4447(2021).
  8. Aniogo, E. C., Plackal, B., George, B. P. A., Abrahamse, H. The role of photodynamic therapy on multidrug resistant breast cancer. Cancer Cell International. 19, 91(2019).
  9. Spring, B. Q., Rizvi, I., Xu, N., Hasan, T. The role of photodynamic therapy in overcoming cancer drug resistance. Photochemical & Photobiological Sciences. 14 (8), 1476-1491 (2015).
  10. Dougherty, T. J., Grindey, G. B., Fiel, R., Weishaupt, K. R., Boyle, D. G. Photoradiation therapy. II. Cure of animal tumors with hematoporphyrin and light. Journal of the National Cancer Institute. 55 (1), 115-121 (1975).
  11. Etcheverry, M. E., Pasquale, M. A., Garavaglia, M. Photodynamic therapy of HeLa cell cultures by using LED or laser sources. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 160, 271-277 (2016).
  12. Guo, Q., Dong, B., Nan, F., Guan, D., Zhang, Y. 5-Aminolevulinic acid photodynamic therapy in human cervical cancer via the activation of microRNA-143 and suppression of the Bcl-2/Bax signaling pathway. Molecular Medicine Reports. 14 (1), 544-550 (2016).
  13. Mroz, P., Yaroslavsky, A., Kharkwal, G. B., Hamblin, M. R. Cell death pathways in photodynamic therapy of cancer. Cancers. 3 (2), 2516-2539 (2011).
  14. Mahalingam, S. M., Ordaz, J. D., Low, P. S. Targeting of a photosensitizer to the mitochondrion enhances the potency of photodynamic therapy. ACS Omega. 3 (6), 6066-6074 (2018).
  15. Granville, D. J., Levy, J. G., Hunt, D. W. C. Photodynamic treatment with benzoporphyrin derivative monoacid ring A produces protein tyrosine phosphorylation events and DNA fragmentation in murine P815 cells. Photochemistry and Photobiology. 67 (3), 358-362 (1998).
  16. Castano, A. P., Demidova, T. N., Hamblin, M. R. Mechanisms in photodynamic therapy: part two - cellular signaling, cell metabolism and modes of cell death. Photodiagnosis Photodynamic Therapy. 2 (1), 1-23 (2014).
  17. Detty, M. R., Gibson, S. L., Wagner, S. J. Current clinical and preclinical photosensitizers for use in photodynamic therapy. Journal of Medicinal Chemistry. 47 (16), 3897-3915 (2004).
  18. Allison, R. R. Photodynamic therapy: oncologic horizons. Future Oncology. 10 (1), 123-142 (2014).
  19. Chepurna, O., et al. Photodynamic therapy with laser scanning mode of tumor irradiation. Optical Fibers and Their Applications 2015. 9816, 323-326 (2015).
  20. Huang, Z. A review of progress in clinical photodynamic therapy. Technology in Cancer Research and Treatment. 4 (3), 283-293 (2005).
  21. Chepurna, O., et al. LED-based portable light source for photodynamic therapy. Optics in Health Care and Biomedical Optics. 11190, 109-115 (2019).
  22. Hasson, O., Wishkerman, A. CultureLED: A 3D printer-based LED illumination cultivation system for multi-well culture plates. HardwareX. 12, 00323(2022).
  23. Wu, X., et al. Localised light delivery on melanoma cells using optical microneedles. Biomedical Optics Express. 13 (2), 1045-1060 (2022).
  24. Erkiert-Polguj, A., Halbina, A., Polak-Pacholczyk, I., Rotsztejn, H. Light-emitting diodes in photodynamic therapy in non-melanoma skin cancers-own observations and literature review. Journal of Cosmetic and Laser Therapy. 18 (2), 105-110 (2016).
  25. Neupane, J., Ghimire, S., Shakya, S., Chaudhary, L., Shrivastava, V. P. Effect of light emitting diodes in the photodynamic therapy of rheumatoid arthritis. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 7 (1), 44-49 (2010).
  26. Lins, E. C., et al. A novel 785-nm laser diode-based system for standardization of cell culture irradiation. Photomedicine and Laser Surgery. 31 (10), 466-473 (2013).
  27. Hopkins, S. L., et al. An In vitro cell irradiation protocol for testing photopharmaceuticals and the effect of blue, green, and red light on human cancer cell lines. Photochemical and Photobiological Sciences. 15 (5), 644-653 (2016).
  28. Zhang, K., Waguespack, M., Kercher, E. M., Spring, B. Q. An automated and stable LED array illumination system for multiwell plate cell culture photodynamic therapy experiments. Research Square. , 1-18 (2022).
  29. Gálvez, E. N., et al. Analysis and evaluation of the operational characteristics of a new photodynamic therapy device. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 37, 102719(2022).
  30. Bretin, L., et al. Photodynamic therapy activity of new human colorectal cancer. Cancers. 11 (10), 1474(2019).
  31. T. SketchUp. , Available from: https://www.sketchup.com/ (2022).
  32. LCDR PhotoDynamic Therapy (PDT) Equipment Repository. GitHub, Inc. , Available from: https://github.com/PhotoDynamicTherapy (2022).
  33. W3C CSS Color Module Level 3. W3C, Inc. , Available from: https://www.w3.org/TR/css-color-3/#SRGB (2022).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

LED HeLa MTT

مقالات ذات صلة