Dieses Protokoll beschreibt die In-Ovo-Xenotransplantation von patienteneigenen B- und T-Zellen der akuten lymphatischen Leukämie (ALL), die 4 Tage nach der Injektion erfolgt.
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Methodenartikel
Dieses Protokoll beschreibt die In-Ovo-Xenotransplantation von patienteneigenen B- und T-Zellen der akuten lymphatischen Leukämie (ALL), die 4 Tage nach der Injektion erfolgt.
In dieser Studie wird eine schnelle, kostengünstige und effiziente Methode zur In-Ovo-Xenotransplantation von patienteneigenen Zellen der akuten lymphatischen Leukämie (ALL) vorgestellt, die sowohl B-Zell- als auch T-Zelllinien umfasst. Unter Verwendung befruchteter Hühnerembryonen injizierten wir 11 Tage nach der Befruchtung (11dpf) von Patienten stammende B-ALL- und T-ALL-Zellen in das Gefäßsystem der Embryonen. Bemerkenswert ist, dass die transplantierten menschlichen Leukämiezellen vier Tage nach der Injektion ein signifikantes Überleben, eine signifikante Proliferation und Gefäßbesiedlung innerhalb des sich entwickelnden Hühnerembryos zeigten. Bei 15dpf konnten wir einen bemerkenswerten Anstieg der CD10/CD19+ B-ALL- und CD4/CD8+ T-ALL-Zellen in Blutproben aus dem Gefäßsystem des Embryos feststellen, was die erfolgreiche Transplantation bestätigt. Dieses System ermöglicht eine effiziente und reproduzierbare Beurteilung des Verhaltens von Leukämiezellen in einem lebenden Organismus, ohne die erheblichen Kosten und ethischen Einschränkungen, die mit anderen Tiermodellen verbunden sind. Dieser schnelle Ansatz bietet eine hochdurchsatzfähige und biologisch relevante In-vivo-Plattform für die Bewertung potenzieller therapeutischer Wirkstoffe. Das hier vorgestellte in ovo patient-derived xenograft (PDX)-ALL-System bietet ein vielversprechendes Werkzeug für präklinisches Wirkstoffscreening, mechanistische Studien und möglicherweise für personalisierte medizinische Ansätze in der Leukämieforschung.
Die chorioallantoische Membran (CAM) des Kükens beginnt am 7. Tag nach der Befruchtung nach der Inkubation Gestalt anzunehmen und ist am 12. Tag fertig. Das CAM steht im Rampenlicht als geeignetes in vivo-Modell für die Angiogenese1 und die Transplantation von Krebszellen 2,3,4,5,6,7,8,9,10, insbesondere blutverwandten Krebszellen 11, da es von Natur aus immundefizient ist und eine gut entwickelte Vaskularisation aufweist. Darüber hinaus ist das CAM auch ein wünschenswertes System zur Untersuchung der Tumorinvasion und Metastasierung, da es eine Reihe von extrazellulären Matrixproteinen trägt, darunter Kollagen, Integrin αVβ3, Fibronektin, Laminin und Matrix-Metalloproteinase-2 (MMP-2)10.
Die akute lymphatische Leukämie (ALL) ist eine Krebserkrankung des Knochenmarks und des Blutes, die durch einen raschen Anstieg unreifer B- und T-Lymphozyten gekennzeichnet ist. Es ist die am weitesten verbreitete Krebserkrankung bei Kindern und die Hauptursache für den Krebstod bei Kindern. ALL ist bei >85 % der betroffenen Kinder heilbar, aber Erwachsene und Säuglinge haben deutlich niedrigere Heilungsraten, und rezidivierte/refraktäre ALL hat ein 5-Jahres-Überleben von <10 %12. Daher ist die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien zur Prävention oder zum Stopp einer rezidivierenden oder refraktären ALL dringend erforderlich. Obwohl eine Reihe von Xenotransplantatmodellen, wie z. B. Maus und Ratte13, entwickelt wurden, sind diese Methoden zeitaufwändig (z. B. Monate) und teuer und erfordern umfassende ethische Vorschriften. Um einen ungedeckten klinischen Bedarf an neuartigen ALL-Therapien zu decken, ist die Entwicklung eines reproduzierbaren, zeit- und kosteneffizienten Tiermodells, das zur Erweiterung der grundlegenden In-vitro-Arbeit geeignet ist, unerlässlich.
In dieser Studie berichten wir über die erfolgreiche Etablierung eines In-Ovo-Xenotransplantationsprotokolls, das zuverlässig eine 3D-Gefäßbesiedlung von B- und T-ALL-Zellen von Patienten erzeugt, die möglicherweise für das Design einer neuartigen Therapie verwendet wird, die das Fortschreiten der ALL stoppen könnte, und für die Entwicklung eines prädiktiven Werkzeugs für das Ergebnis und die Risiken der ALL-Behandlung.
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Die Experimente wurden auf der Grundlage des Protokolls durchgeführt, das von der Ethikkommission der Universität Calgary (REB15-1143; wobei die Einverständniserklärung ALLER Probanden eingeholt wurde) und dem Health Research Ethics Board des Alberta Cancer Committee (HREBA) genehmigt wurde. CC-17-0108_REN8). Patienten mit ALL zum Zeitpunkt der Diagnose (vor Beginn einer Therapie), die zirkulierende Blasten (Blasten nicht nur im Knochenmark, sondern auch im Blut) hatten, wurden in die Studie eingeschlossen. Die verwendeten Reagenzien und die verwendeten Geräte sind in der Materialtabelle aufgeführt.
1. Inkubation der Eizellen
2. Isolierung von Zellen der akuten lymphatischen Leukämie aus Blutproben von Patienten mit ALL
3. Amplifikation von replikationsinkompetenten Lentiviren der 2. Generation, die mCherry tragen
4. Markierung von kontinuierlich wachsenden ALL-Zelllinien und patienteneigenen ALL-Zellen mit mCherry
5. In-Ovo-Xeno-Transplantation
6. Durchflusszytometrie
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Um festzustellen, ob die Transplantation von humanen ALL-Zellen in die Entwicklung von Hühnerembryonen erfolgreich war, wurden replikationsinkompetente Lentiviren der 2. Generation, die mCherry trugen, amplifiziert und zur Markierung von B- und T-ALL-Zelllinien, SEM bzw. MOLT316,17 verwendet. Wie in Abbildung 1A gezeigt, wurden ~50 % der Zellen B-(oben links, zwei Felder) und T-(oben rechts, zwei Felder) ALLER Zellen mit m...
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Es wurden drei kritische Schritte währendder In-Ovo-Xenotransplantation identifiziert, um eine mikrobielle Kontamination zu verhindern und das Überleben von Hühnerembryonen zu maximieren: d.h. (1) Sterilisation der Eierschalenoberfläche mit 70% Ethanol vor der Herstellung des Fensters und (2) dichtes Verschließen des Eierschalenfensters mit Zellklebeband, um eine Verdunstung des Inhalts des Hühnerembryos während der Inkubation zu verhindern, und (3) die Verwendung der feinen Na...
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Die Autoren erklären, dass keine konkurrierenden finanziellen Interessen bestehen.
Wir danken Dr. Andrew Kung von der Columbia University für die Bereitstellung von FUW-Luc-mCherry-puro. Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse des CIHR (PJT-174983) an KYL und der National Research Foundation of Korea (NRF; RS-2023-00284121) an KYL und M-YJ.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 34 G Nadeln | BD Perisafe | ||
| Attune NxT Durchflusszytometer | Thermo Fischer | ||
| BD Perisafe Spritze (32 g) | BD Perisafe | ||
| Rinderserumalbumin (BSA) | Millipore Sigma | Nr. A9647 | |
| Medium zum Einfrieren von Zellen | Gibco, ThermoFisher Scientific | 12648010 | |
| Zentrifuge (Allegra X-22R Zentrifuge ) | Beckman Coulter | ||
| Einweg-Handschuhe | Royal Touch300 Nitril-Untersuchungshandschuhe | ||
| Präpariermikroskop | Leica MZ16FA | ||
| DMEM | Gibco, ThermoFisher Scientific | 11965092 | |
| DMSO | Invitrogen, ThermoFisher Scientific | Nr. D12345 | |
| Brutkasten für Eier, Vevitts 120 Inkubator mit Rollen | Vixest Trading Co. | ||
| Ethylalkohol (95%) | VWR Deutschland | BDH1158-4LP | |
| Fötales Rinderserum (FBS) | Gibco, ThermoFisher Scientific | 26140079 | |
| Ficoll-Lösung (Ficoll?? Paque Plus) | MilliporeSigma | GE17-1440-02 | |
| FITC-CD10 Antikörper | Santa Cruz Biotech | sc-46656 FITC | |
| FITC-CD4 Antikörper | Santa Cruz Biotech | sc-19641 FITC | |
| Fluoreszenzmikroskop | Leica Mikrosysteme | ||
| Handbohrmaschine (Dremel3000) | Bosch | ||
| HEK293T | ATCC, VA, VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA | CRL-3216 | |
| Hämozytometer | VWR international, Hausser Scientific | 15170-263 | |
| Heparin-Natriumsalz aus der Darmschleimhaut von Schweinen | Millipore Sigma | Nr. H3149 | |
| Heparinisierte Reagenzgläser | BD Vacutainer | BD 366480 | |
| Lipofectamin 3000 | Invitrogen, ThermoFisher Scientific | L3000008 | |
| Multiplex-Lentivirus-Titer-Kit (qPCR-Lentivirus-Titer-Kit) | Abm | LV900 | |
| NH4Cl (Ammonium chloride_ | Millipore Sigma | Nr. A9434 | |
| Olympus IX71 inverses Mikroskop | Olymp | ||
| PE-CD19 Antikörper | Santa Cruz Biotech | sc-19650 PE | |
| PE-CD8 Antikörper | Santa Cruz Biotech | sc-1177 PE | |
| Penicillin-Streptomycin (10.000 U/ml) | Gibco, ThermoFisher Scientific | 15140122 | |
| Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS) | Sigma | Nr. P3813 | |
| Pipetten (einstellbares Volumen) | Eppendorf | ||
| Puromycin | Gibco, ThermoFisher Scientific | A1113803 | |
| RPMI 1640 | Gibco, ThermoFisher Scientific | 11875093 | |
| Scotch Cellotape | 3M | ||
| Sterile 6-Well-Platten | VWR international, Corning | 22250-140 | |
| Sterile Zentrifugenröhrchen | Axygen Inc, Corning | AXYMCT-150-C-S | |
| Sterile Kulturflaschen (75T) | VWR Deutschland | 10062-872 | |
| Sterile Falcon-Röhrchen (15 mL) | SARSTEDT | 62.554.502 | |
| Sterile Falcon-Röhrchen (50 mL) | SARSTEDT | 62.547.254 | |
| Sterilfilter (0,45 &Mikro; m Filter) | VWR Deutschland | 76778-974 | |
| Sterile Pinzette | VWR Deutschland | 82027-404 | |
| Objektträger aus sterilem Glas | VWR Deutschland | 48300-031 | |
| Sterile Pipettenspitzen | VWR Deutschland | 76322-136, 76322-134, 76322-154 | |
| Sterile Spritzen | BD-Spritze | 309628? | |
| Trypan-Blau | Invitrogen, ThermoFisher Scientific | Nr. T10282 |
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