الغزو هو ظاهرة بيولوجية رئيسية في تطور وتطور السرطان. تتأثر هذه العملية بالخلايا غير الورمية ومكونات البيئة المكروية للورم. الغرض من هذه الدراسة هو وصف طريقة بديلة لتحليل غزو الخلايا السرطانية في المختبر باستخدام الثقافات ثلاثية الأبعاد (3D).
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
الغزو هو ظاهرة بيولوجية رئيسية في تطور وتطور السرطان. تتأثر هذه العملية بالخلايا غير الورمية ومكونات البيئة المكروية للورم. الغرض من هذه الدراسة هو وصف طريقة بديلة لتحليل غزو الخلايا السرطانية في المختبر باستخدام الثقافات ثلاثية الأبعاد (3D).
الثقافة الكروية هي نموذج 3D يوفر تكرارا محسنا للبيئة المكروية في الجسم الحي مقارنة بالثقافات التقليدية ثنائية الأبعاد (2D). الغزو هو نتيجة خلوية ذات أهمية قصوى في بيولوجيا السرطان. في هذا البروتوكول ، ابتكرنا استراتيجية بديلة لتقييم غزو الخلايا السرطانية في المختبر ، باستخدام الهيروسفيرويدات المكونة من سرطان الخلايا الحرشفية الفموية (OSCC) ، والخلايا الليفية المرتبطة بالسرطان (CAF) ، والوحيدات. تهدف هذه الفيرويدات غير المتجانسة إلى تقليد البيئة المكروية للورم (TME) ، بما في ذلك نوعان من الخلايا غير الورمية ذات الصلة جنبا إلى جنب مع الخلايا السرطانية. تم تمييز كل نوع من الخلايا بعلامات فلورية حيوية تنبعث منها أطوال موجية مميزة قبل تكوين كروي. بمجرد تشكيلها ، تم زرع الهيرويدات غير المتجانسة على طبقة من مصفوفة خارج الخلية مشتقة من الورم العضلي الأملس البشري في الجزء العلوي من الغشاء الصغير المسامي. تم تقييم الغزو في المحور z باستخدام المجهر متحد البؤر. تم الحصول على الصور الرقمية في قنوات الفلورسنت المقابلة على فترات 10 ميكرومتر ، تغطي عمق 90 ميكرومتر في المحور z. تم إجراء التحليل باستخدام برنامج صور مجاني عن طريق حساب شدة التألق المتكاملة في كل صورة وقناة مضان. يتيح هذا النهج تحليلا أكثر ديناميكية لأنماط غزو الخلايا في سياق متعدد الطبقات ، بالإضافة إلى فحص التوطين المكاني المشترك لأنواع الخلايا المختلفة أثناء الغزو.
الغزو هو عملية تهاجر فيها الخلايا الورمية عبر المصفوفة خارج الخلية إلى الأنسجة المحيطة 1,2. مع تقدم الورم ، تتعرض الخلايا الورمية لبيئات دقيقة معقدة بشكل متزايد. تتضمن البيئة المكروية للورم مكونات مختلفة من المصفوفة خارج الخلية وأنواع الخلايا غير الورمية. الخلايا اللحمية ، بما في ذلك الخلايا الليفية والبلاعم المقيمة ، تعيد تشكيل البيئة المكروية عن طريق إفراز مكونات المصفوفة خارج الخلية وعوامل النمو ، والسيتوكينات ، والتي بدورها تؤثر على وظائف الخلايا الورمية3. تتفاعل خلايا الكريات البيض اللحمية والتسلل أيضا بشكل مباشر مع الخلايا الورمية ، مع بعضها البعض ، ومع المصفوفة خارج الخلية في بيئة دقيقة ثلاثية الأبعاد. إجمالا ، يؤثر تكوين TME على فعالية ونمط غزو الخلايا الورمية4.
تتطلب الطبيعة المعقدة للبيئة المكروية للورم تنفيذ منهجيات فعالة لفهم التفاعلات بين الخلايا داخل أنسجة الورم. تم إجراء معظم المقايسات في المختبر المستخدمة لتقييم الغزو في المقام الأول في نماذج 2D التقليدية و / أو الثقافات من نوع الخليةالمفردة 5،6،7،8 ، مما يبالغ في تبسيط عملية الغزو المعقدة وله قيود متعددة ، مثل الافتقار إلى بنية الأنسجة ، والمكونات اللحمية ، والتكاثر في الجسم الحي. تمثل الثقافات الكروية نموذجا واحدا للثقافات ثلاثية الأبعاد في المختبر التي تحاكي مورفولوجيا كتلة الورم ، مما يسمح بتفاعلات الخلايا الخلوية ومصفوفة الخلايا التي تنطوي على ميزات فيزيائية وكيميائيةحيوية 9. نما استخدام نماذج الثقافة ثلاثية الأبعاد في العقود الماضية ، وهناك أدلة على أن النتائج البيولوجية المختلفة ، مثل الاستجابة للعلاج ، ومورفولوجيا الخلية ، والتعبير الجيني ، تختلف مقارنة بنموذج 2D 9,10.
يوضح هذا البروتوكول طريقة لتقييم الغزو في المختبر في مصفوفة بشرية خارج الخلية باستخدام ثقافة الخلايا الكروية 3D. علاوة على ذلك ، استخدمنا الهيروسفيرويدات المكونة من خلايا الأورام والخلايا الليفية والوحيدات لتقليد البيئة المكروية للورم مع نوعين من الخلايا غير الورمية ذات الصلة. يتيح تصوير الخلايا بواسطة المجهر متحد البؤر على طول مستويات مختلفة من الغزو نحو غشاء صغير يسهل اختراقه تصور هذه العملية في سياق أكثر ديناميكية ومتعدد الطبقات.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على استخدام الخلايا البشرية الأولية من قبل لجنة أخلاقيات البحوث البشرية المؤسسية (CAAE 57895822.0.0000.5416) التابعة لكلية طب الأسنان في أراراكورا - UNESP. يتم سرد تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في الدراسة في جدول المواد.
1. إعداد الخلايا لزراعة الخلايا 3D
ملاحظة: يجب تنفيذ جميع الخطوات في هذا القسم داخل غطاء التدفق الصفحي.
زراعة الخلايا 2. 3D
ملاحظة: استخدمت هذه الدراسة طريقة المجال المغناطيسي للطباعة الحيوية11 لإنشاء متغايرة الكرويدات. هنا ، يتم مغناطيس الخلايا باستخدام جسيمات نانوية مغناطيسية متوافقة حيويا وتخضع لقوى مغناطيسية لطيفة. تحسين نسبة الجسيمات النانوية إلى الخلايا وفقا لنوع الخلية. يمكن أيضا استخدام طرق بديلة لإنشاء ثقافات كروية. قم بإجراء الخطوات في هذا القسم في غطاء التدفق الصفحي.
3. إعداد غشاء صغير مسامي مغلف بالمصفوفة خارج الخلية
ملاحظة: قم بإجراء الخطوات الواردة في هذا القسم في غطاء التدفق الصفحي.
4. مقايسة الغزو
ملاحظة: قم بإجراء الخطوات الواردة في هذا القسم في غطاء التدفق الصفحي.
5. الحصول على الصور
6. استخراج الصور
ملاحظة: استخدام برنامج الصور موضح أدناه.
7. تحليل الصور
ملاحظة: يتم شرح استخدام البرمجيات الحرة في هذه الخطوة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تقدم هذه الدراسة طريقة بديلة لتقييم غزو الخلايا في المختبر باستخدام كرويات مكونة من أنواع مختلفة من الخلايا. إنه يتيح تحليل أنماط غزو الخلايا في سياق متعدد الطبقات وفحص ديناميكيات التوطين المشترك للخلية أثناء الغزو (الشكل 1).
تمثل صور المجال الساطع توطين كروي / خلية ، تم تحديده بواسطة تكتلات داكنة / سوداء (الشكل 2 أ). يتم تحديد مستوى الغشاء من خلال أفضل تركيز داخل مسام الغشاء ، كما هو موضح في الصورة 4 (ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الثقافات الكروية ثلاثية الأبعاد هي نهج قوي للتحقيق في جوانب مختلفة من بيولوجيا الخلية. في هذه الدراسة ، أبلغنا عن بروتوكول لتقييم غزو الخلايا الورمية باستخدام الهيروسفيرويدات التي تحاكي البيئة المكروية للورم في نهج متعدد الطبقات وأكثر ديناميكية. تسمح هذه الطريقة بتقييم التوطين المشترك وأنماط الغزو في وجود خلايا انسجة غير ورمية.
هناك بعض الخطوات الحاسمة التي تستحق النظر. أولا ، من المهم اختيار الخلايا القادرة على تكوين كرويات12. ثانيا ، تغزو الخلايا بسرعات متفاوتة ، لذلك...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم تضارب في المصالح.
تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة أبحاث ساو باولو (FAPESP 20/10544-1 و 20/10664-7). تم إنشاء بعض الصور باستخدام BioRender.com.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 96 Well Bioprinting Kit | Greiner Bio-one | 655840 | المجال المغناطيسي لمحرك كروي. عقد القيادة. 96 صفيحة دقيقة جيدا ، سطح طارد للخلايا |
| CellTrace CFSE Cell Proliferation Kit | Invitrogen ، ThermoFisher Scientific | C34554 | |
| CellTracker أحمر CMTPX | Invitrogen ، ThermoFisher Scientific | C34552 | |
| CellTracker البنفسجي BMQC صبغ | Invitrogen ، Thermo Fisher | C10094 | |
| DMEM | Gibco ، ThermoFisher Scientific | 31600-034 | |
| DMEM / F12 | Gibco ، ThermoFisher Scientific | 12400-024 | |
| مصفوفة خارج الخلية مع Myogel | doi: 10.1186 / s12885-015-1944-z | مزيج يتكون من myogel (2.4 مجم / مل) ، كولاجين (0.8 مجم / مل) ووسط غير مكمل من الخلايا الورمية ؛ | |
| FBS | Gibco ، ThermoFisher Scientific | 12657-029 | |
| Hydrocortisone | Sigma | H088 | |
| ImageJ | المعاهد الوطنية للبرمجيات الصحية | ||
| Nanoshuttle-PL | Greiner Bio-one | 657841 | الجسيمات النانوية المغناطيسية |
| إبرة 23 جم | Medix | AHMD004 | 25 × 0.60 مم (23 جم × 1) |
| PBS درجة الحموضة 7.2 (1x) | Gibco ، ThermoFisher Scientific | 2012-027 | |
| البنسلين - الستربتومايسين (5,000 وحدة / مل) | جيبكو ، ThermoFisher Scientific | 15070063 | |
| Pipet Tips | Axygen ، Corning Inc. | TF-200-L-R-S | طرف ماصة مع حاجز (فلتر) ، 200 & micro ؛ L مرشح احتفاظ منخفض ، قصير ، أقصى استرداد |
| RPMI | Gibco ، ThermoFisher Scientific | 31800-022 | |
| TransWell 24 well | Costar ، Corning Inc. | 3422 | Transwell Permeable يدعم إدراج 6.5 مم ، 24 لوحة بئر ؛ 0.8 & م غشاء البولي كربونات |
| Zen 3.4 (الإصدار الأزرق) | برنامج | مجموعة |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.