يوضح هذا البروتوكول تقنية يدوية لإنشاء هيدروجيلات تحتوي على الكولاجين مدمجة مع مزارع عضوية ثلاثية الأبعاد لخلايا جذعية من نسيج الأورام الليفية العضلية والرحمية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يوضح هذا البروتوكول تقنية يدوية لإنشاء هيدروجيلات تحتوي على الكولاجين مدمجة مع مزارع عضوية ثلاثية الأبعاد لخلايا جذعية من نسيج الأورام الليفية العضلية والرحمية.
الأورام الليفية الرحمية هي أكثر الأورام الحميدة وأحادية النسيلة والنساء شيوعا في رحم المرأة. لتجاوز العقبات الشائعة المتعلقة بالأساليب المستخدمة في دراسة هذه الأمراض، هدفنا لوضع استراتيجية لإنشاء نماذج عضوية ثلاثية الأبعاد لخلايا الميومتريوم والأورام الجذعية الليفية الرحمية باستخدام الهيدروجيلز المحتوية على الكولاجين كهياكل تثبيت. على وجه التحديد، تم استغلال الهيدروجيلين المحتوي على الكولاجين في صفائح V-bottom منخفضة الارتباط ب 96 بئرا. سمحت هذه الطريقة بتطوير عضويات ثلاثية الأبعاد من نوعين من الخلايا الجذعية من الميوميتيوم الطبيعي ويحتوي على الأورام الليفية الرحمية عن طريق دمجها في هيدروجيلات تحتوي على الكولاجين وتكوين عضويات في وسط مناسب لتكاثر الخلايا الجذعية. نجحت العضويات في التمايز، والانتشار، والتنظيم الذاتي إلى هياكل معقدة، مطورة نظاما مستداما. تكمن أهمية هذا النموذج في فهم الفيزيولوجيا المرضية وسبب المرض، بالإضافة إلى اختبار أدوية جديدة للوقاية أو علاج الأورام الليفية الرحمية.
الأورام الليفية الرحمية، أو الأورام الليوميومية، هي أكثر الأورام الحميدة شيوعا في الرحم1. تؤثر هذه الأنواع على نسبة كبيرة من النساء خلال سنوات الإنجاب، حيث تشير الأبحاث إلى أن حوالي 77٪ من النساء يعانين منها في مرحلة ما. بينما يعاني العديد من النساء من الأورام الليفية بدون أعراض، فإن نسبة كبيرة من 25٪ منهن يعانين من أعراض مثل نزيف غير طبيعي في الرحم، ألم في الحوض، أو عقم. يتأثر تطور ونمو الأورام الليفية بعوامل متنوعة، منها هرمونات الجنس، وعوامل النمو، والتغيرات الجينية، وآليات بيولوجية أخرى3.
ولدراسة مسببات الأمراض واختبار فعالية الأدوية، تم تطوير نماذج في المختبر ونماذج حيوانية. تجبر الخلايا في الثقافات ثنائية الأبعاد على النمو على سطح مستو، مما يشوه شكلها ويغير سلوكها مقارنة بكيفية سلوكها في بيئة نسيج ثلاثية الأبعاد. العيب الرئيسي للزراعة ثنائية الأبعاد مقارنة بالزراعة ثلاثية الأبعاد هو أنه يمثل بشكل ضعيف البيئة الخلوية الطبيعية داخل النسيج، حيث يفشل في محاكاة التفاعلات المعقدة بين الخلايا والخلية ومصفوفة الخلايا بدقة التي تحدث في الكائن الحي، مما يؤدي إلى نتائج قد تكون غير دقيقة عند دراسة سلوك الخلية والاستجابة للمحفزات4. بالإضافة إلى ذلك، تفقد خلايا UF والمايومتر بسرعة استجابة هرمونية في الزراعة ثنائية الأبعاد5. بشكل عام، قدمت نماذج الحيوانات المختلفة معلومات ذات صلة بفيزيولوجيا الأمراض في UF6. مقارنة بالنماذج الحيوانية، تقدم العضوية ثلاثية الأبعاد عدة مزايا: فهي تبسط التجارب، وتتوافق مع التصوير اللحظي، وتمكن من دراسة الجوانب التطورية والأمراض الخاصة بالبشر التي لا تمثل بشكل جيد في نماذج الحيوانات7. من ناحية أخرى، فإن التجارب على الحيوانات الأكثر تطورا، مثل الرئيسيات، يصعب تبريرها أخلاقيا، بالإضافة إلى التكاليف العالية8. نموذج العضوية ثلاثية الأبعاد يتفوق عموما على زراعة الخلايا ثنائية الأبعاد من خلال تقليد هيكل الأنسجة في الجسم الحي ، مع كونه أكثر تحكما وكفاءة وفعالية من النماذج الحيوانية. لذلك، من الضروري تطوير نماذج بديلة أكثر فعالية تحاكي بدقة نمو الخلايا الطبيعي وتعقيدات الأنسجة المريضة.
هدفنا إلى إعداد إجراء لإجراء زراعة الأعضاء ثلاثية الأبعاد لخلايا الأورام الجذعية العضلية والليفية الرحمية باستخدام الهيدروجيلات المحتوية على الكولاجين مع إجراء يدوي، مع تسليط الضوء على المزايا والقيود الرئيسية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على البروتوكول من قبل لجنة الإثنيات بجامعة شيكاغو، برقم الموافقة IRB#20-1414. وفقا لبنك الأنسجة في جامعة شيكاغو، تم الحصول على موافقة مستنيرة من جميع الأشخاص الذين تم جمع الأنسجة منهم.
1. 3D ثقافة الأورجينويد
2. التقسيم المجمد
3. صبغة الفلورية المناعية الكاملة العضوية
4. تفكك العضويات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
منذ اليوم الأول بعد البذر، بدأت المجموعات المختلطة تتجمع ذاتيا، مكونة أورغيونيدات كما هو موضح. حددنا أن كثافة البذور المثلى هي 10,000 SCs، والتي كانت تشكل باستمرار العضويات عند زراعتها في نظام زراعة محدد. استخدم هذا النظام الهيدروجيلات المحتوية على الكولاجين كهيكل ECM للخلايا الجذعية المدمجة ووسط تكاثر الخلايا الجذعية لمدة 7 أيام في صفيحة ذات 96 بئر ذات صلة منخفضة جدا (الشكل 2C-G). في هذا السياق، تنظم الخلايا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الأعضاء العضوية هي هياكل ثلاثية الأبعاد تشبه الأعضاء المصغرة وتتكون من خلايا ذاتية التنظيم مشتقة من الخلايا الجذعية أو عينات الأنسجة.11. تمتلك عضويات الخلايا الجذعية المشتقة من الأنسجة لدى المرضى القدرة على إحداث ثورة في البحث الطبي الحيوي والتطبيقات السريرية بفضل قدرتها المذهلة على تكرار فسيولوجيا UF والمرضبدقة. هنا، تحاول هذه الدراسة سد هذه الفجوة من خلال إدخال نظام زراعة عضوي مشتق من الخلايا العصبية البشرية من المرضى الطبيعيين والمصابين ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أنهم لا يملكون مصالح متنافسة. قدمت المعاهد الوطنية للصحة تقارير للدكتور أيمن الهيندي. أبلغ أيمن الهندي عن علاقة مع شركة Myovant Sciences Ltd. وشركة فايزر، شملت علاقات استشارية أو استشارية. بالإضافة إلى ذلك، الدكتور أيمن الهندي هو مؤسس شركة INOFFA.
يرغب المؤلفان في الشكر لكل من إيرين سوليفان وجوليان رومانو في جامعة شيكاغو على مساعدتهما في هذا الإنتاج الفيديوي. يرغب المؤلفون في الشكر على سمية وفايعي، تاو باي، وينستون إي. تومسون، وتشيوي يانغ لمساعدتهم في استقرار التقنيات. نواة المجهر الضوئي المتكامل بجامعة شيكاغو. وقد دعمت هذه الدراسة جزئيا من قبل منح المعاهد الوطنية للصحة (NIH) مثل RO1 ES028615، وRO1 HD094378، وU54 MD007602، وRO1 HD087417، وRO1 HD106285 (AAH)، ومنحة بحثية من جمعية بطانة الرحم واضطرابات الرحم (SUED).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| كونفوكال 2-فوتون المجهر | لايكا، الولايات المتحدة الأمريكية | ||
| أغاروز الأول | شركة VWR، الولايات المتحدة الأمريكية | 97062-248 | |
| الصفائح الدقيقة الكروية Akura 96 | إنسفيرو | CS-09-004-03 | ألواح V-bottom منخفضة التثبيت |
| أليكسا فلور 488 ضد الفأر للماعز IgG | لايف تكنولوجيز، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية | (A11029) | (1:1000) |
| أليكسا فلور 594 ضد الأرانب الماعز IgG | لايف تكنولوجيز، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية | (A11037) | (1:1000) |
| ضد آهر [RPT] | جينتكس، تايوان | (GTX227700a) | (1:1000) |
| أجسام مضادة للعضلات الملساء المضادة لألفا الأكتين | أبكام، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية | (ab7817) | 1 & g/mL |
| الأجسام المضادة المضادة للكولاجين III | أبكام، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية | (ab7778) | (1:500) |
| الأجسام المضادة المضادة لمادة SOX1 | أبكام، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية | AB242125 | (1:500) |
| عامل التعلق | جيبكو، الولايات المتحدة الأمريكية | S-006-100 | |
| مخزن حجب | داكو | X0909 | 5٪ مصل الحصان + 0.5٪ ترايتون X-100 في 1X PBS |
| كريوستات | فيشر ساينتفيك، والثام، ماساتشوستس | ميكروم HM 550 | |
| DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole) | ثيرمو ساينتيفيك، ألمانيا | 62248 | 1 ملغ/مل |
| DNase I | العلم الحراري، ليتوانيا | EN0521 | |
| دولبيكو النسر المعدل' متوسط DMEM و F12 | جيبكو، الولايات المتحدة الأمريكية | 21041-025 | |
| مصل البقر الجنيني | أوميغا ساينتيفك، والتام، ماساتشوستس | NC0471611 | |
| ماتريغيل (هيدروجيلات تحتوي على الكولاجين) | كورنينغ، كورنينغ، نيويورك | 356237 | |
| MesenCult-ACF Plus Medium (وسط تكاثر الخلايا الجذعية الخالية من المصل&nb;) | تقنيات الخلايا الجذعية، فانكوفر، كندا | 5446 | |
| مركب OCT (مركب درجة حرارة القطع المثلى) | ساكورا، الولايات المتحدة الأمريكية | 4583 | |
| مجهر أوليمبوس BX41 | أوليمبوس أمريكا، سنتر فالي، بنسلفانيا | ||
| محلول مثبط بروتياز أوفوموكويد&nb; | شركة وورثينغتون للكيمياويات الحيوية، الولايات المتحدة الأمريكية | LK003182 | |
| باباين | شركة وورثينغتون للكيمياويات الحيوية، الولايات المتحدة الأمريكية | LK003176 | محلول التنشيط (1.1 ملليموتر إيدتا، 0.067 ملليمولار ميركابتوإيثانول، 5.5 ملليمولار إل-سيستين HCl) |
| PBS (محلول ملحي مخزن بالفوسفات) | جيبكو، الولايات المتحدة الأمريكية | 70011 | الرقم الهيدروجيني 7.4 |
| PFA (بارافورمالديهيد) 4٪ | إنفيتروجين، الولايات المتحدة الأمريكية | FB002 | |
| كوباث | بانكهيد، ب. وآخرون؛ QuPath: برنامج مفتوح المصدر لتحليل صور علم الأمراض الرقمي. التقارير العلمية (2017). | https://doi.org/10.1038/s41598-017-17204-5 | برامج لتحليل التصوير الحيوي |
| مجهر تايم لابس | |||
| قوارير زراعة الأنسجة | فيشر ساينتفيك، والثام، ماساتشوستس | FB012937 | |
| تريبسن | جيبكو، الولايات المتحدة الأمريكية | A12859-01 | 0.25٪ تريبسين و0.1٪ EDTA في HBSS بدون كالسيوم أو مغنيسيوم؛ |
| وسيط تركيب مضاد التدرج VECTASHIELD مدعوم ب DAPI | مختبرات فيكتور، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية | # UX-93952-24 | 1 ng/mL |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
