عضويات الورم المشتقة من المريض هي نظام نموذجي متطور للبحوث الأساسية والانتقالية. توضح مقالة الطرق هذه بالتفصيل استخدام تصوير الخلايا الحية الفلورية المتعددة للتقييم الحركي المتزامن للأنماط الظاهرية العضوية المختلفة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
عضويات الورم المشتقة من المريض هي نظام نموذجي متطور للبحوث الأساسية والانتقالية. توضح مقالة الطرق هذه بالتفصيل استخدام تصوير الخلايا الحية الفلورية المتعددة للتقييم الحركي المتزامن للأنماط الظاهرية العضوية المختلفة.
نماذج السرطان العضوية المشتقة من المريض (PDO) هي نظام بحث متعدد الوظائف يلخص بشكل أفضل الأمراض البشرية مقارنة بخطوط الخلايا السرطانية. يمكن إنشاء نماذج شركة تنمية نفط عمان عن طريق زراعة الخلايا السرطانية للمريض في مستخلصات الغشاء القاعدي خارج الخلية (BME) وطلاءها على شكل قباب ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك ، فإن الكواشف المتاحة تجاريا والتي تم تحسينها لمقايسات النمط الظاهري في الثقافات أحادية الطبقة غالبا ما تكون غير متوافقة مع BME. هنا ، نصف طريقة للوحة نماذج PDO وتقييم آثار الدواء باستخدام نظام تصوير الخلايا الحية الآلي. بالإضافة إلى ذلك ، نطبق أصباغ الفلورسنت المتوافقة مع القياسات الحركية لتحديد صحة الخلية وموت الخلايا المبرمج في وقت واحد. يمكن تخصيص التقاط الصور ليحدث على فترات زمنية منتظمة على مدار عدة أيام. يمكن للمستخدمين تحليل تأثيرات الدواء في صور Z-plane الفردية أو إسقاط Z للصور التسلسلية من مستويات بؤرية متعددة. باستخدام التقنيع ، يتم حساب معلمات محددة ذات أهمية ، مثل رقم PDO والمساحة وشدة التألق. نحن نقدم بيانات إثبات المفهوم التي توضح تأثير العوامل السامة للخلايا على صحة الخلايا ، وموت الخلايا المبرمج ، والجدوى. يمكن توسيع منصة التصوير الحركي الآلي هذه لتشمل قراءات النمط الظاهري الأخرى لفهم الآثار العلاجية المتنوعة في نماذج PDO للسرطان.
تظهر عضويات الورم المشتقة من المريض (PDOs) بسرعة كنظام نموذجي قوي لدراسة تطور السرطان والاستجابات العلاجية. PDOs هي أنظمة زراعة خلايا ثلاثية الأبعاد (3D) تلخص الملف الجينومي المعقد وبنية الورم الرئيسي 1,2. على عكس الثقافات التقليدية ثنائية الأبعاد (2D) لخطوط الخلايا السرطانية الخالدة ، تلتقط PDOs وتحافظ على عدم التجانس داخل الورم 3,4 ، مما يجعلها أداة قيمة لكل من البحث الميكانيكي والانتقالي. على الرغم من أن PDOs أصبحت نظاما نموذجيا شائعا بشكل متزايد ، إلا أن الكواشف المتاحة تجاريا وطرق التحليل للتأثيرات الخلوية المتوافقة مع ثقافات شركة تنمية نفط عمان محدودة.
إن عدم وجود طرق قوية لتحليل التغييرات الطفيفة في الاستجابة للعلاج يعيق الترجمة السريرية. يستخدم كاشف صحة الخلية القياسي الذهبي في الثقافات ثلاثية الأبعاد ، CellTiter-Glo 3D ، مستويات ATP كمحدد لصلاحية الخلية 5,6. في حين أن هذا الكاشف مفيد لفحوصات نقطة النهاية ، إلا أن هناك العديد من المحاذير ، وأبرزها عدم القدرة على استخدام العينات لأغراض أخرى بعد الانتهاء من الفحص.
تصوير الخلايا الحية هو شكل متطور من الفحص المجهري الحركي الذي ، عند دمجه مع الكواشف الفلورية ، لديه القدرة على تحديد مجموعة متنوعة من قراءات صحة الخلايا ضمن نماذج PDO ، بما في ذلك موت الخلايا المبرمج7،8،9 والسمية الخلوية10. في الواقع ، كان تصوير الخلايا الحية جزءا لا يتجزأ من الفحص عالي الإنتاجية للمركبات في منصات 2D 11,12. جعلت أنظمة مثل Incucyte التكنولوجيا ميسورة التكلفة وبالتالي في متناول مجموعات البحث في مجموعة متنوعة من الإعدادات. ومع ذلك ، فإن تطبيق هذه الأنظمة لتحليل ثقافات 3D لا يزال في مهده.
هنا ، نصف طريقة لتقييم الاستجابة الدوائية في نماذج PDO للسرطان باستخدام تصوير الخلايا الحية المتعددة (الشكل 1). من خلال تحليل صور المجال الساطع ، يمكن مراقبة التغييرات في حجم شركة تنمية نفط عمان ومورفولوجيتها حركيا. علاوة على ذلك ، يمكن قياس العمليات الخلوية في وقت واحد بمرور الوقت باستخدام الكواشف الفلورية ، مثل Annexin V Red Dye لموت الخلايا المبرمج و Cytotox Green Dye للسمية الخلوية. تم تحسين الطرق المقدمة لنظام تصوير الخلايا الحية Cytation 5 ، ولكن يمكن تكييف هذا البروتوكول عبر منصات تصوير الخلايا الحية المختلفة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت مراجعة الدراسات التي تستخدم عينات الورم البشري والموافقة عليها من قبل مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة أيوا (IRB) ، البروتوكول #201809807 ، وتم إجراؤها وفقا للمعايير الأخلاقية على النحو المنصوص عليه في إعلان هلسنكي لعام 1964 وتعديلاته اللاحقة. تم الحصول على موافقة مستنيرة من جميع الأشخاص المشاركين في الدراسة. تشمل معايير التضمين تشخيص السرطان وتوافر عينات الورم.
1. طلاء PDOs سليمة في لوحة 96 بئر
2. العلاجات وإضافة الأصباغ الفلورية لتعدد الإرسال
3. إعداد معلمات التصوير
4. تحليل الصور في برنامج Gen5 (الشكل 2)
5. تصدير البيانات من Gen5 إلى Excel
6. تحليل البيانات الخارجية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
كان هدفنا هو إثبات جدوى استخدام تصوير الخلايا الحية المتعددة لتقييم الاستجابة العلاجية لشركة تنمية نفط عمان. تم إجراء تجارب إثبات المفهوم في نموذجين منفصلين لشركة تنمية نفط عمان لسرطان بطانة الرحم: ONC-10817 و ONC-10811 (انظر الشكل التكميلي 1 والشكل التكميلي 2 لبيانات ONC-10811). تم رصد موت الخلايا المبرمج (تلطيخ الملحق الخامس) والسمية الخلوية (امتصاص السم الخلوي الأخضر) حركيا استجابة للعامل المسبب لموت الخلايا المبرمج ، ستوروسبورين. على وجه التحديد ، تم طلاء PDOs في 96 لوحة بئر ، ومعالج...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أصبحت ثقافات شركة تنمية نفط عمان شائعة بشكل متزايد في نظام النماذج المختبرية نظرا لقدرتها على عكس الاستجابات والسلوكيات الخلوية2. تم إحراز تقدم كبير في تقنيات توليد PDO وثقافتها وتوسعها ، ومع ذلك فقد تأخرت طرق تحليل الاستجابات العلاجية. مجموعات الجدوى 3D المتاحة تجاريا هي مقايسات نقطة النهاية lytic ، وفقدان بيانات الاستجابة الحركية ذات القيمة المحتملة والحد من التحليلات اللاحقة بطرق أخرى8. تطبق الدراسات الناشئة تصوير الخلايا الحية لتقييم الاستجابات الدوائية في نماذج شركة تن...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
KWT هي مالك مشارك لشركة Immorttagen Inc. CJD هو موظف في Agilent. عملت JSdB في المجالس الاستشارية وتلقت رسوما من Amgen و Astra Zeneca و Astellas و Bayer و Bioxcel Therapeutics و Boehringer Ingelheim و Cellcentric و Daiichi و Eisai و Genentech / Roche و Genmab و GSK و Harpoon و ImCheck Therapeutics و Janssen و Merck Serono و Merck Sharp و Dohme و Menarini / Silicon Biosystems و Orion و Pfizer و Qiagen و Sanofi Aventis و Sierra Oncology و Taiho و Terumo و Vertex Pharmaceuticals. هو موظف في معهد أبحاث السرطان (ICR) ، الذي تلقى تمويلا أو دعما آخر لعمله البحثي من AZ و Astellas و Bayer و Cellcentric و Daiichi و Genentech و Genmab و GSK و Janssen و Merck Serono و MSD و Menarini / Silicon Biosystems و Orion و Sanofi Aventis و Sierra Oncology و Taiho و Pfizer و Vertex ، والتي لها مصلحة تجارية في abiraterone ، تثبيط PARP في السرطانات المعيبة لإصلاح الحمض النووي ، ومثبطات مسار PI3K / AKT (لا يوجد دخل شخصي) ؛ تم تسميته كمخترع ، بدون مصلحة مالية لبراءة الاختراع 8 822 438 ، المقدمة من Janssen والتي تغطي استخدام أسيتات أبيراتيرون مع الستيرويدات القشرية ؛ كان CI / PI للعديد من التجارب السريرية التي ترعاها الصناعة ؛ وهو باحث أول في المعهد الوطني للبحوث الصحية (NIHR). ليس لدى أي مؤلفين آخرين أي تضارب محتمل في المصالح للكشف عنه.
نحن ممتنون لمركز شراء الأنسجة والدكتورة كريستين كولمان في جامعة أيوا لتقديم عينات أورام المرضى وللدكتورة صوفيا غابريلوفيتش في قسم أمراض النساء والتوليد للمساعدة في توليد نموذج شركة تنمية نفط عمان. كما نشكر الدكتورة فاليري سالفاتيكو (Agilent ، الولايات المتحدة الأمريكية) على التحليل النقدي للمخطوطة. نحن نعترف بمصادر التمويل التالية: المعاهد الوطنية للصحة / NCI CA263783 ووزارة الدفاع CDMRP CA220729P1 إلى KWT ؛ أبحاث السرطان في المملكة المتحدة ، سرطان البروستاتا في المملكة المتحدة ، مؤسسة سرطان البروستاتا ومجلس البحوث الطبية إلى JSdB. لم يكن للممولين أي دور في تصميم أو تحليل التجارب أو قرار النشر.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أنبوب الطرد المركزي الصغير 1.5 مل | Dot Scientific Inc | 1008113 | |
| 15 مل أنبوب الطرد المركزي المخروطي | Sarstedt | 62.554.100 | |
| 554 NM LED Cube | Agilent | 1225012 | |
| لوحة 96 بئر | Corning Costar | 3596 | الدافئة مسبقا إلى 37 درجة ؛ لوحة |
| C 96-well | Agilent | 204626-100 | دافئة مسبقا إلى 37 درجة ؛ C |
| A83-01 | Tocris | 2939 | التركيز النهائي هو 500 نانومتر (مكون من وسائط الاستزراع العضوية) |
| مكون متقدم DMEM / F-12 | Gibco | 12634-010 | من وسائط الثقافة العضوية |
| B27 ملحق | Gibco | 17504044 | التركيز النهائي هو 1x (مكون من وسائط الثقافة العضوية) |
| BioTek BioSpa 8 حاضنة آلية | Agilent | BIOSPAG-SN | حاضنة منضدية يتواصل برنامج جدولة BioSpa OnDemand مع Gen5 لنقل اللوحات بين BioSpa و Cytation 5 للتصوير (يستخدم هذا البروتوكول الإصدار 1.01.10) |
| BioTek Cytation 5 Cell Imaging Multimode Reader | Agilent | CYT5PW-SN | Plate Reader ؛ يتم استخدام برنامج Gen5 لهذا الجهاز (يستخدم هذا البروتوكول الإصدار 3.12.08) |
| Cultrex UltiMatrix Reduced Growth Factor Basement Membrane Extract | R & D Systems | BME001-10 | |
| Daunorubicin HCl | Sigma-Aldrich | S3035 | أعيد تشكيلها في DMSO |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد | سيجما ألدريتش | D2438 | |
| EDTA (0.5 م) ثيرمو | فيشر AM9260G | ||
| فورسكولين | توكريس | 1099 | التركيز النهائي هو 10 & مايكرو; M (مكون من وسائط الثقافة العضوية) |
| Glutamax | Gibco | 35050-061 | التركيز النهائي هو 1x (مكون من وسائط الثقافة العضوية) HEPES |
| Gibco | 15630-080 | التركيز النهائي هو 10 ملي مولار (مكون من وسائط الثقافة العضوية) EGF | |
| البشري ، البروتين المؤتلف الخالي من | Gibco | AF-100-15-1MG | التركيز النهائي هو 0.5 نانوغرام / مل (مكون من وسائط الثقافة العضوية) |
| بروتين مؤتلف FGF-10 | البشري Gibco | 100-26-1MG | التركيز النهائي هو 10 نانوغرام / مل (مكون من وسائط الثقافة العضوية) |
| الإنسان R-Spondin 1 البروتين المؤتلف | Gibco | 120-38-5UG | التركيز النهائي هو 250 نانوغرام / مل (مكون من وسائط الثقافة العضوية) محلول |
| مخزون الهيدروكورتيزون | تقنيات الخلايا الجذعية | 7926 | التركيز النهائي هو 500 نانوغرام / مل (مكون من وسائط الثقافة العضوية) |
| مكعب مرشح التصوير- مكعب مرشح التصوير GFP | Agilent | 1225101 | |
| - TRITC | Agilent | 1225125 | |
| Imaging LED GFP / CFP | Agilent | 1225001 | |
| Incucyte Annexin V Red Dye | Sartorius | 4641 | أعيد تشكيله في وسائط الثقافة العضوية |
| Incucyte Cytotox Green Dye | Sartorius | 4633 | حل DMSO |
| N-Acetyl-L-cysteine | Sigma-Aldrich | A7250 | التركيز النهائي هو 1.25 ملي مولار (مكون من وسائط الثقافة العضوية) |
| Nexcelom Bioscience Via Stain AOPI Stain | Stain Fisher-Scientific | 13366169 | أضف 1:50 حجم |
| نيكوتيناميد | سيجما-ألدريتش | N0636 | التركيز النهائي هو 10 ملي مولار (مكون من وسائط الثقافة العضوية) |
| Noggin | R & D Systems | 6057-NG | التركيز النهائي هو 100 نانوغرام / مل (مكون من وسائط الثقافة العضوية) |
| البنسلين ستربتومايسين | جيبكو | 15140122 | التركيز النهائي هو 10 وحدات / مل (مكون من وسائط الثقافة العضوية) محلول |
| ملحي مخزن بالفوسفات (1x) | Gibco | 14190-144 | |
| Primocin | InvivoGen | ant-pm-05 | التركيز النهائي هو 100 & micro ؛ جم / مل (مكون من وسائط الاستزراع العضوية) |
| هيريجولين البشري المؤتلف بيتا ؛ -1 | بيبرو تك | 100-03 | التركيز النهائي هو 37.5 نانوغرام / مل (مكون من وسائط الثقافة العضوية) |
| محلول Staurosporine من Streptomyces sp. | Sigma-Aldrich | S6942 | |
| TrypLE Express | Life Technologies | 12604013 | |
| Y-27632 ، CAS 331752-47-7 | Sigma-Aldrich | 688000 | التركيز النهائي هو 5 & micro ؛ M (مكون من وسائط الاستزراع العضوية) |
| & بيتا ؛ - Estradiol | Sigma-Aldrich | E2758 | التركيز النهائي هو 100 نانومتر (مكون من وسط الثقافة العضوية) |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.