May 17th, 2018
أن هدفنا وضع بروتوكول عملي لتقييم خلل mitochondrial المرتبطة بالتعب في مرضى السرطان. هذا البروتوكول المبتكرة هو الأمثل بالفصاده فقط القياسية التي تشمل الاستخدام السريري والإجراءات المختبرية الأساسية.
الهدف العام من هذا الإجراء هو تقييم الخلل الوظيفي في الميتوكوندريا المرتبط بالتعب لدى مرضى السرطان. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال رعاية السرطان الداعمة مثل ما إذا كان الخلل الوظيفي في الميتوكوندريا مرتبطا بالتعب لدى مرضى السرطان بعد تلقي العلاج الإشعاعي. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها أقل توغلا ويمكن استخدامها بسهولة في العيادة لتحديد المرضى المعرضين لخطر الإصابة بالسمية من علاج السرطان.
لا تعمل هذه التقنية على تعزيز فهمنا لدور الخلل الوظيفي في الميتوكوندريا في التعب المرتبط بالسرطان فحسب ، بل يمكنها أيضا تحسين التقييم وتحسين إدارته. على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة للآليات الأساسية للإرهاق المرتبط بالسرطان ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على حالات الأمراض المرهقة الأخرى مثل حالات التمثيل الغذائي والتهاب البولي. بشكل عام ، قد يكون من الصعب على الأفراد الجدد في هذه الطريقة حقن مثبطات الجهاز التنفسي في كل منفذ من خرطوشة المستشعر بشكل صحيح دون عرض مرئي مسبق.
يوضح هذا الإجراء السيد كوانغ نجوين زميل ما بعد البكالوريا من مختبرنا. لترطيب خرطوشة المستشعر ، قم أولا بإزالتها من العبوة. ثم أضف 200 ميكرولتر من محلول العيار إلى كل بئر من لوحة المرافق.
املأ أيضا كل خندق مائي ب 400 ميكرولتر من محلول العيار. بعد ذلك ، أعد لوحة المستشعر إلى لوحة المرافق وابدأ في ترطيب الخرطوشة في حاضنة خالية من ثاني أكسيد الكربون عند 37 درجة مئوية طوال الليل. قم بقياس مستوى التعب بناء على التقييم الوظيفي المكون من 13 عنصرا لعلاج الأمراض المزمنة.
التعب عند خط الأساس ، ونقطة المنتصف ، عند الانتهاء من EBRT وسنة واحدة بعد EBRT. قم أولا بإعداد وسيط الفحص لقياس وظيفة الميتوكوندريا. بعد تحضير الوسط ، قم بتسخينه حتى 37 درجة مئوية واضبط الرقم الهيدروجيني على 7.4.
من المهم التأكد من تحضير وسائط الفحص في يوم التجربة وتسخينها حتى 37 درجة قبل ضبط الرقم الهيدروجيني إلى 7.4. بعد ذلك ، قم بزرع PBMCs في كل بئر لتحقيق التقاء بنسبة 80 إلى 90 بالمائة. ثم قم بتدوير اللوحة بمعدل 200 مرة لمدة دقيقتين حتى تلتصق الخلايا بقاع الآبار.
بعد الدوران ، قم بإزالة الوسائط من كل بئر واشطف الآبار مرة واحدة باستخدام وسائط الفحص. أضف 180 ميكرولترا من وسيط الفحص في كل بئر بما في ذلك آبار الخلفية. ثم احتضان اللوحة عند 37 درجة مئوية في حاضنة غير ثاني أكسيد الكربون لمدة 45 إلى 60 دقيقة.
لإعادة تكوين الأدوية ، أضف 252 ميكرولترا من وسط الفحص إلى الدواء لتوليد محلول مخزون 50 ميكرومولار من oligomycin. أضف 288 ميكرولترا من وسيط الفحص إلى الدواء لتوليد محلول مخزون 50 ميكرومولار من FCCP. أخيرا ، أضف 216 ميكرولترا من وسط الفحص لتوليد محلول مخزون 25 ميكرومولار من antimycin a / rotenone.
بعد إعادة تكوين جميع الأدوية الثلاثة ، قم بتعليق الدواء لمدة دقيقة واحدة ثم قم بتخفيف حلول العمل. ثم ماصة 20 ميكرولترا من 10 ميكرومولار أوليغومايسين في المنفذ A إلى تركيز نهائي من ميكرومولار واحد في كل بئر. بعد ذلك ، قم بتعبئة 22 ميكرولتر من 10 ميكرومولار FCCP في المنفذ B إلى تركيز نهائي من ميكرومولار واحد في كل بئر.
أخيرا ، ماصة 25 ميكرولترا من 5 ميكرومولار أنتيمايسين أ / روتينون في المنفذ C إلى تركيز نهائي يبلغ 0.5 ميكرومولار في كل بئر. ثم حدد اختبار إجهاد ميتو على أداة التدفق خارج الخلية. بعد ذلك ، أدخل خرطوشة المستشعر باتباع مطالبة الجهاز.
ستقوم الأداة تلقائيا بإجراء معايرة المستشعر. بمجرد الانتهاء من المعايرة ، أدخل لوحة الخلية للأداة لإنهاء بقية الفحص. لتحضير محلول فحص تكاثر الخلايا ، أضف 5.76 ميكرولتر من صبغة الحمض النووي و 28.8 ميكرولتر من مثبط الخلفية إلى 1.405 مل من محلول ملحي مخزن بالفوسفات.
بعد انتهاء اختبار الإجهاد ميتو ، أضف 180 ميكرولترا من محلول العمل 2x مباشرة في الوسط في كل بئر. ثم احتضان الخلايا بمحلول فحص تكاثر الخلايا عند 37 درجة مئوية لمدة 45 إلى 60 دقيقة. حدد عدد الخلايا الحية على قارئ اللوحة عند إثارة 508 نانومتر وانبعاث 527 نانومتر متبوعا بتطبيع بيانات التعرف الضوئي على الحروف.
عند إجراء معايرة FCCP ، يكون ميكرومولار واحد هو التركيز الأمثل للدواء المستخدم لتقييم وظيفة الميتوكوندريا PBMC. يظهر التحقيق في تنفس الميتوكوندريا و PBMCs المعزولة حديثا أن التعرف الضوئي على الحروف يبدأ في الانخفاض بعد ثلاث ساعات ويستمر حتى ثماني ساعات. ومع ذلك ، فإن الحد الأقصى للتنفس الناتج عن حقن FCCP لا يتجاوز أيضا مستوى OCR الأساسي.
هنا يتم عرض تطبيع وظيفة الميتوكوندريا حيث يتم عزل الخلايا عن شخصين سليمين. في الواقع ، يتشابه التعرف الضوئي على الحروف الذي تم تطبيعه على الخلايا الحية التي تمثلها صبغة ربط الحمض النووي الفلورية الخضراء في كل من الأفراد الأصحاء. في الواقع ، لم يلاحظ أي فرق كبير في التعرف الضوئي على الحروف القاعدي بين الشخص السليم والشخص المتعب.
ومع ذلك ، يظهر الشخص المرهق انخفاضا في استهلاك الأكسجين الأقصى والقدرة التنفسية الاحتياطية مقارنة بالسيطرة. لم يتم العثور على فروق في استهلاك الأكسجين غير المرتبط بالميتوكوندريا و ATP أو كفاءة الاقتران بين الأشخاص الأصحاء والأشخاص المرهقين. بمجرد إتقان هذه التقنية يمكن إكمالها في أربع ساعات إذا تم إجراؤها بشكل صحيح.
أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أولا تحديد كثافة الخلايا المثلى وتركيزات FCCP. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى مثل عزل مجموعات الخلايا المختلفة من أجل توجيه التحقيقات الميكانيكية المستقبلية التي تركز على أنواع معينة من الخلايا. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الرعاية الداعمة لاستكشاف دور الخلل الوظيفي للميتوكوندريا في مرضى السرطان المرهقين.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية قياس وظيفة الميتوكوندريا والعينات السريرية التي يمكن استخدامها أيضا لتحديد المرضى المعرضين لخطر الإصابة بالسموم المتعلقة بعلاج السرطان بشكل استباقي بما في ذلك التعب. لا تنس أن العمل مع مثبطات الجهاز التنفسي مثل oligomycin و rotenone يمكن أن يكون خطيرا للغاية. يجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل ارتداء معدات الحماية الشخصية أثناء تنفيذ هذا الإجراء.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
تقدم هذه المقالة بروتوكولًا عمليًا مصممًا لتقييم الخلل الوظيفي للميتوكوندريا المرتبط بالتعب في مرضى السرطان. تم تحسين الطريقة للاستخدام السريري، باستخدام عمليات سحب الدم القياسية وإجراءات المختبرات الأساسية.
Mitochondrial dysfunction is increasingly recognized as a mechanistic contributor to cancer-related fatigue, a condition that impacts patient quality of life and may influence treatment tolerance. This protocol enables objective assessment of PBMC mitochondrial function using a compact extracellular flux system, offering a translational tool for de-risking hypotheses in supportive oncology. By providing quantitative readouts such as basal respiration, spare respiratory capacity, and energy phenotype, the method supports target validation and mechanistic insight in fatigue-related pathways.
The method fits within the discovery continuum by providing functional mitochondrial data that can inform target selection and pathway analysis in fatigue-associated signaling.