تم الحصول على قطع الأورام المستخدمة في هذا البروتوكول من مجموعة مُحددة الخصائص ومعتمدة أخلاقياً، وبموافقة المرضى. أُجري هذا البحث تحت مشروع بعنوان Gliomacult: Characterization and Primary Cultures of Low-Grade Gliomas (مشروع رقم RECH/P722/1-5)، وقد تمت الموافقة عليه من قبل المجلس العلمي لبنك الأورام الحيوي في 28 أغسطس 2023.
1. تحضير أطباق المزرعة
ملاحظة: قم بتنفيذ هذه الخطوات تحت غطاء تدفق صفائحي معقم لزراعة الأنسجة.
- قبل الزرع بساعة واحدة على الأقل، قم بتجهيز أطباق ذات 24 بئراً مغلفة بالبولي-دي-لايسين (PDL) واللامينين.
- قم بتخفيف 10 mg من مسحوق PDL في 100 mL من محلول البورات المنظم (pH 8.4) للوصول إلى تركيز نهائي قدره 100 µg/mL. وبمجرد الذوبان، قم بترشيح المحلول (0.22 µm) لضمان التعقيم. يصبح PDL جاهزاً للاستخدام؛ قم بتجهيز حصص قدرها 3 mL واحفظها في درجة حرارة -20 °C.
- قم بإذابة أنبوب اللامينين بتركيز 1-2 mg/mL عند درجة حرارة 4 °C لتجنب تكوّن هلام. قم بتجهيز حصص قدرها 50 µL واحفظها في درجة حرارة -20 °C.
ملاحظة: يجب تجنب تكرار عمليات الإذابة والتجميد.
- تغليف الأطباق
- خطوة اختيارية: ضع أغطية شرائح زجاجية معقمة بقطر 13 mm، مناسبة لأطباق الزرع الخلوي، في طبق ذي 24 بئراً، بمعدل غطاء شريحة واحد لكل بئر.
ملاحظة: هذه الخطوة مخصصة لإجراء صبغ مناعي لاحق لمستأصلات الورم الدبقي.
- لتغليف الآبار، اخلط 3 mL من محلول PDL في 9 mL من 1x PBS وأضف 50 µL من اللامينين. أضف 500 µL من هذا المحلول إلى كل بئر للحصول على تركيز تغليف يتراوح بين 1-2 µg/cm². قم بحضن الأطباق المغلفة في درجة حرارة الغرفة، ويفضل مع رج بطيء (15 RPM)، لمدة ساعة واحدة على الأقل.
- قبل الزرع مباشرة، قم بإزالة محلول PDL-laminin واشطف الآبار مرتين باستخدام 1x PBS معقم.
ملاحظة: لا تترك الآبار تجف.
2. الأوساط
- قم بزراعة المستنبتات الطحلبية الطافرة لـ IDH1 في وسط محدد يتكون من DMEM/F12 مضاف إليه L-glutamine، بالإضافة إلى مزيج بديل للمصل يتكون من N2 وB27 بدون Vitamin A. استخدم المضادات الحيوية، بما في ذلك ciprofloxacin وgentamicin وfungin، لمنع التلوث البكتيري والفطري. علاوة على ذلك، أضف عوامل النمو heparin وEGF وFGF2 إلى الوسط، ثم قم بترشيحه (0.2 µm)، واحفظه لمدة تصل إلى أسبوعين عند 4 °C.
ملاحظة: للحصول على تفاصيل حول مكونات الوسط وتحضيره، يرجى الرجوع إلى الجدول 1 وجدول المواد.
3. تحضير المستنبتات
- قبل معالجة العينة، قم بتجهيز مساحة العمل والأدوات المعقمة كما هو موضح في الشكل 1A. قم بتطهير عبوة التبريد عن طريق رشها بإيثانول 70%. وعقم المقصات والملاقط عن طريق غمرها في إيثانول 70% وشطفها بمحلول PBS.
- انقل الورم المستأصل فوراً للزراعة على الثلج، ويفضل أن يكون ذلك خلال ساعتين من الاستخراج الجراحي (الشكل 1B).
ملاحظة: يجب أن يكون قطر عينة الورم 9-10 mm كحد أدنى لضمان نتائج أفضل. يتم نقل النسيج بدون وسط زراعي لأن هذه الطريقة مفضلة للأغراض النسيجية. ويمنع غياب السوائل تكون بلورات ثلجية أثناء التجميد السريع، مما يحافظ على سلامة النسيج للفحص النسيجي اللاحق إذا لزم الأمر.
- ضع طبق الزراعة الذي يحتوي على عينة الورم فوق عبوة التبريد واشطفه برفق باستخدام 1X PBS لإزالة الدم الزائد.
- غالباً ما يظهر الورم المستأصل حجماً كبيراً وعدم تجانس، حيث يتكون من كتلة ورمية، وأنسجة متخللة، ومكونات غير ورمية (الشكل 1C). اختر الأجزاء التي تظهر بلون رمادي وقوام ناعم أو هلامي لعزل الخلايا الورمية، لأنها تميل إلى احتواء عدد أكبر من الخلايا الورمية. وعلى العكس من ذلك، تجنب المناطق الصلبة والبيضاء لأنها قد تحتوي على عدد أقل من الخلايا الورمية المناسبة للزراعة (الشكل 1D)، وكذلك المناطق المسودة، لأنها على الأرجح نتيجة للكي الكهربائي وقد لا تعطي نتائج موثوقة للتحليل.
- انقل العينات المختارة إلى أنبوب ميكروي سعة 1.5 mL أو أنبوب تجميد لتقطيعها. أضف 1 mL من الوسط المعقم إلى الأنبوب الميكروي أو أنبوب التجميد، وقم بتقطيع العينة باستخدام المقصات المعقمة حتى يتم الحصول على قطع صغيرة (1-2 mm3).
ملاحظة: يلزم التقطيع لمدة 1-2 دقيقة تقريباً للحصول على شظايا متناهية الصغر، يتراوح حجمها عادةً بين 1-2 mm3 (الشكل 1E).
- باستخدام مقصات معقمة، قم بقص طرف رأس ماصة زرقاء سعة 1,000 µL بعناية لإنشاء فتحة واسعة، بقطر يتراوح تقريباً بين 3-4 mm. باستخدام هذا الرأس المعدل، اسحب 50-200 µL من شظايا النسيج المقطعة ووزعها بالتساوي على كل بئر. ونظراً لأن القطع الصغيرة تميل إلى الترسيب بسرعة، قم بإعادة تجانس المعلق برفق في كل بئر لضمان التوزيع الموحد.
ملاحظة: تجنب الاكتظاظ وحافظ على التوازن بعدم إدخال عدد مفرط من الشظايا في كل بئر (الشكل 1F).
- قم بتحضين شظايا الورم عند 37°C في حاضنة 5% CO2 مع رطوبة 100%. قم بتغيير الوسط يومياً إذا تطلب الأمر ذلك بناءً على النشاط الأيضي للورم (والذي يستدل عليه بالاصفرار السريع للوسط) وعدد الشظايا في كل بئر. أثناء تغيير الوسط، توخَّ الحذر عن طريق سحب الوسط بدقة باستخدام ماصة مزودة برأس 200 µL، مع الحرص على عدم تحريك أي شظايا ورمية ملتصقة.

الشكل 1: إجراء زراعة مستنبت الورم. تم الحصول على عينة استئصال لورم دبقي منخفض الدرجة منتشر من مريض يبلغ من العمر 44 عاماً شُخص بإصابة بـ astrocytoma من الدرجة الثانية وفقاً لتصنيف WHO 2021. أظهر الورم طفرة في IDH1 (Exon 4 c.395 G>A, p.Arg132His) وطفرة في TP53 (Exon 8 c.843_844delinsGT, p.Asp281_Arg282delinsGluHis)، بالإضافة إلى غياب صبغ ATRX. ولم يتم اكتشاف أي طفرات في مواقع ارتباط Ets/TCF (C250T و C228T) في جين TERT. (A) يتكون سطح العمل من حزمة تبريد، مما يوفر بيئة تقلل من تحلل العينات وتحافظ على حيوية المكونات البيولوجية. وتعد هذه الاحتياطات مهمة للحفاظ على جودة وسلامة الأنسجة. (B) يجب نقل العينة من المستشفى إلى المختبر على الثلج. (C) قطعة من استئصال الورم. تشير الأسهم إلى الأجزاء الأكثر ملاءمة للزراعة. (D) يتم تشريح الورم لاختيار الجزء الأكثر ملاءمة ليتم فرمه. وبناءً على خبرتنا، تكون المادة البيضاء بشكل عام أقل قدرة على إنتاج مستنبتات ناجحة. (E) قطع من الورم بقطر 1-2 mm³ تقريباً في أنبوب سعة 15 mL بعد فرمها ميكانيكياً باستخدام المقص. (F) يوضح عدد قطع الورم المطلوبة للتلقيح الصحيح للآبار في طبق يحتوي على 24 بئراً. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
4. حفظ الورم المفروم بالتجميد وإذابته
ملاحظة: يضمن الحفظ بالتجميد وجود نسخ احتياطية في حالة حدوث تلوث أو فقدان لمزارع المستأصلات، أو لمعالجة عينات الأورام في وقت لاحق.
- الحفظ بالتجميد: قم بتحضير وسط التجميد (محلول DMSO بنسبة 20% حجم/حجم) بإضافة 2 mL من DMSO إلى 8 mL من وسط زراعة الخلايا.
- امزج حجماً واحداً من معلق الورم المفروم مع حجم مساوٍ من وسط التجميد الذي يحتوي على 20% DMSO لتحقيق تركيز نهائي قدره 10% DMSO. قم بسحب الخليط وإطلاقه بعناية بواسطة الماصة لضمان الامتزاج التام، ثم وزع حوالي 1 mL في أنابيب التجميد (cryovials).
- انقل أنابيب التجميد بسرعة إلى حاوية تبريد لخفض درجة الحرارة تدريجياً، يتبع ذلك تحضين طوال الليل عند -80 °C قبل التخزين النهائي في النيتروجين السائل.
ملاحظة: يجب تنفيذ هذه الخطوة فور وضع الخلايا في وسط التجميد، حيث يمكن أن تكون بعض المواد الواقية من التجميد، مثل DMSO، ضارة إذا تعرضت لها الخلايا في درجة حرارة الغرفة لفترة أطول من اللازم.
- إذابة التجميد: أخرج أنابيب التجميد من النيتروجين السائل وضعها فوراً في حمام مائي عند 37 °C حتى تذوب حوالي 80% من الخلايا.
- لإزالة DMSO، انقل المعلق بسرعة بواسطة الماصة إلى أنبوب طرد مركزي سعة 15 mL يحتوي على 5 mL من 1x PBS المسخن مسبقاً، ثم قم بالطرد المركزي عند 300 × g لمدة 5 min.
- تخلص من السائل الطافي وكرر عملية الغسل باستخدام 1X PBS يليه الطرد المركزي (الخطوة 4.5). اسحب السائل الطافي، مع الحرص على عدم تعكير الراسب، وأضف الكمية المناسبة من الوسط لنقل الخلايا إلى طبق 24-well مطلي مسبقاً بـ PDL-Laminin وضعه في المحضنة.
- بعد 24 h، تحقق من التصاق الخلايا. بعد بضعة أيام، قم بإزالة الشظايا غير الملتصقة عن طريق استبدال أوساط الزراعة.
5. تمرير المزرعة
ملاحظة: بمجرد استقرار المستنبتات، يمكن استخدامها في الفحص المجهري بالفيديو أو الصبغ المناعي. وبدلاً من ذلك، إذا كانت الخلايا الورمية قد هاجرت خارج المستنبت وتبدو سليمة، يمكن نقل المستنبت عبر التفكيك الإنزيمي وإعادة زراعته في آبار لإجراء المزيد من التجارب. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن هذا البروتوكول غير مصمم للنقل المتكرر. وعادةً، لا يمكن محاولة إجراء سوى نقل واحد فقط قبل أن تصبح الخلايا الورمية هرمة أو تموت. كما أنه ليس بالضرورة أن تؤدي جميع مستنبتات الأنسجة إلى نقل ناجح.
- لإجراء عملية الممر (passage)، قم بإزالة الوسط القديم، واشطف باستخدام 1X PBS، ثم أضف (125 µL) من 0.05% trypsin-EDTA إلى الآبار وحضنها لمدة 3-4 min عند 37 °C، يليه إضافة 6.5 µL من Trypsin Inhibitor، و12 µL من 20 mM CaCl2 (للوصول إلى تركيز نهائي 2mM)، و1 µL من DNAse I.
ملاحظة: قد تختلف مدة التحضين اللازمة للتفكك اعتماداً على المزرعة. من المهم التحقق مما إذا كانت الخلايا قد انفصلت بعد 3 min على الأقل. عادةً، قد لا يتفكك المستنبت (explant) بالكامل إلى معلق من خلية واحدة، وغالباً ما تتبقى تجمعات صغيرة يمكنها توليد مستنبتات جديدة.
- باستخدام ماصة p1000 مضبوطة على 500-600 µL، قم بالضخ برفق لتفكيك المستنبتات. تجنب تكوين الفقاعات.
- أضف 5 mL من 1x PBS وقم بالطرد المركزي لمدة 5 min عند 300 × g. اشفط السائل الطافي، وأعد تعليق الراسب في وسط جديد مُدفأ مسبقاً، ثم قم بالعد من أجل الاستزراع.
- حدد المزارع التي لديها القدرة على توليد خطوط خلوية من خلال مراقبة الخلايا المنقسمة تحت مجهر تباين الأطوار (phase-contrast microscope). تتميز هذه الخلايا المنقسمة عادةً بمورفولوجيا مستديرة وكروموسومات مرئية، كما هو موضح في الشكل 2A.