Optimierung von Verfahren zur Entnahme von Brustbiopsien und Mastektomieproben für Biobanking, personalisierte Medizin und Forschungsanwendungen
September 2nd, 2025
In diesem Artikel wird ein detailliertes Protokoll für die Entnahme von Brustkrebsproben vorgestellt, das entwickelt wurde, um ihren Nutzen für Biobanking, personalisierte Medizin und andere Forschungsanwendungen zu optimieren. Der Arbeitsablauf für die Probenentnahme, einschließlich Brustbiopsie und Mastektomie, wird detailliert beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf der Minimierung von Gewebeschäden und der Maximierung der Probenqualität liegt.
Der Umfang zielt darauf ab, die Krebsprobenentnahme für Biobanking zu verbessern, sodass eine besser personalisierte Behandlung durch hochwertige RNA-Sequenzierung und Organoidkultur aus philippinischen Brustkrebsgeweben ermöglicht wird. Jüngste Fortschritte umfassen die Verwendung von patientenabgeleiteten Organoiden und RNA-Sequenzierung zur Vorhersage der Behandlungsreaktion bei Brustkrebs in einer aktuellen Studie, insbesondere bei Fällen mit lymphovaskulärer Invasion im Zusammenhang mit Arzneimittelresistenz. Wir verwenden ultraschallgesteuerte Biopsien, RNA-sequenzierende Tumorprozentschätzung und 3D-Organoidkulturen, um Brustkrebsgewebe präzise zu analysieren.
Die Hauptherausforderungen sind die Gewinnung hochwertiger RNA aus kleinen Biopsieproben sowie Qualitätsprobleme bei der Organoiderhaltung. Nachdem wir mit Brustkrebs begonnen haben, werden wir die Genexpression in einer größeren philippinischen Kohorte weiter untersuchen und Organoide einsetzen, um Therapien für folgende Faktoren zu testen: Schilddrüsen-, Eierstock-, Bauchspeicheldrüsenkrebs und seltene Krebsarten wie Phyllodentumoren. Zu Beginn richten Sie unter Ultraschallanleitung eine 14-Gauge-Nadelbiopsiepistole in einer ambulanten Klinik, im Operationssaal oder in einer anderen aseptischen Umgebung auf.
Für jeden Kern wird eine Brustprobe von etwa zwei Zentimetern Länge vom Tumorzentrum und einen Zentimeter entfernt für angrenzendes normales Gewebe entnommen. Nehmen Sie von jedem Patienten zwei Arten von Proben, normales Gewebe und Tumorgewebe. Geben Sie jede Probe dem Forschungsassistenten zur Platzierung in eine Petrischale mit PBS-Lösung.
Sortieren Sie die neun Tumorgewebeproben in sechs Kerne für RNA-Analyse und drei Kerne für Biobanking. Schneiden Sie jeden Kern längs oder quer mit einer sterilen Klinge. Geben Sie die drei normalen Gewebekerne in Petrischalen.
Schneide die Kerne in zwei Hälften und teile sie zur Analyse zu. Verteilt die Proben nach Priorität auf die Röhren. Geben Sie die Hälfte der Kerne in vorgesehene Zwei-Milliliter-Kryofläschchen mit 1,25 Millilitern RNA-Stabilisierungslösung.
Die anderen Hälften werden in Probenphiolen fixiert, die 10 % neutrales Formalin enthalten. Füllen Sie die chirurgischen Pathologieformulare zusammen mit den fixierten Proben an die Pathologieabteilung aus und reichen Sie sie ein. Nach der Mastektomie wird die Probe nach der Dokumentation in einen sauberen Probenbeutel gelegt und sofort ohne Formalin an die Pathologieabteilung des Labors transportiert, um die kalte ischämische Zeit zu verkürzen.
Nehmen Sie während des Grossings einen Tumorblock von mindestens einem Kubikzentimeter und schneiden Sie sie in zwei Hälften. Gleichmäßig trisectieren Sie den frischen Halbblock für RNA-Sequenzierung, Biobanking und Organoidkultur. Legen Sie das Gewebe für die RNA-Sequenzierung sofort in fünf Milliliter, vorgekühlte und vormarkierte Kryofläschchen, die mit 2,5 Millilitern RNA-Stabilisierungslösung gefüllt sind.
Für Biobanking verwenden Sie fünf Milliliter-Kryophiolen mit derselben Lösung. Für die Organoidkultur verwenden Sie 15-Milliliter-konische Fläschchen, vorgefüllt mit fünf Millilitern Gewebespeicherlösung und 0,01 Millilitern Primozin. Ziehe ein Drittel aller Tumorblöcke in ein konisches Rohr.
Nehmen Sie mindestens einen Kubikzentimeter normalen Gewebeblock und schneiden Sie ihn in zwei Hälften für RNA-Biobanking und routinemäßige Histopathologie. Übertragen Sie den Gewebeblock in fünf Milliliter vorgekühlte und vormarkierte Kryophiolen, die mit 2,5 Millilitern RNA-Stabilisierungslösung für RNA-Sequenzierung und Biobanking gefüllt sind. Dann versiegeln Sie alle Kryo-Fläschchen mit Parafilm.
Lagern Sie 24 Stunden bei vier Grad Celsius. Dann auf minus 20 Grad Celsius für zwei bis vier Stunden wechseln. Und schließlich bei minus 80 Grad Celsius lagern.
Versiegeln Sie die Kryo-Fläschchenkappen mit Parafilm. Stellen Sie die versiegelten Kryophiolen in ein Reagenzglasgestell und decken Sie sie mit Saugmittel und Luftpolsterfolie ab. Packen Sie das gewickelte Gitter in einen wiederverschließbaren Beutel mit einem Temperaturmessgerät.
Stellen Sie Gelpacks auf den Boden einer Polystyrolbox. Dann lege den Beutel über die Gelpackungen. Leg eine weitere Schicht Gelpacks auf die Tasche.
Stellen Sie sicher, dass die Schläuche zwischen den Gelpackungen eingeklemmt sind, damit die Proben während des Transports kalt bleiben. Packen Sie die geschlossene Polystyrolbox in eine Kartonverpackung und legen Sie das Manifest in eine Ziploc-Tüte ein. Versiegeln und beschriften Sie die Box für den Versand.
Vor der Übergabe des Kuriers notieren Sie die Anzahl der Fläschchen und die Abfahrtszeit aus der Biobank. Zwei Proben mit unterschiedlichen RIN-Werten und Konzentrationen scheiterten im Bibliotheksvorbereitungsschritt während der Sequenzierung und wurden in der Endanalyse ausgeschlossen. Alle Proben wiesen hervorragende Sequenzierungswerte auf, wobei mehr als 90 % der Basenaufrufe eine Genauigkeit von mindestens 99,9 % aufwiesen. Hellfeldbildgebung zeigte eine erfolgreiche Organoidbildung aus Brustkrebs-Mastektomiegeweben im dritten Stadium nach neoadjuvanter Therapie mit reichlich sphäroidartigen Strukturen, die bei niedriger und hoher Vergrößerung sichtbar waren.
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Übersicht
Dieser Artikel präsentiert ein detailliertes Protokoll zur Optimierung der Probensammlung für Brustkrebs für Biobanking und personalisierte Medizin. Es betont die Minimierung von Gewebeschäden und die Maximierung der Probenqualität durch präzise Techniken.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Brustkrebsforschung
- Biobanking
- Personalisierte Medizin
Hintergrund
- Die Verbesserung der Krebsprobensammlung ist entscheidend für eine effektive Behandlung.
- Hochqualitative RNA-Sequenzierung und Organoid-Kulturen sind für die Forschung unerlässlich.
- Herausforderungen umfassen das Gewinnen von Qualitäts-RNA aus kleinen Biopsieproben.
- Fortschritte bei patientenabgeleiteten Organoiden verbessern die Vorhersagen der Behandlungsreaktion.
Zweck der Studie
- Verbesserung der Qualität von Brustkrebsproben für die Forschung.
- Erleichterung der personalisierten Behandlung durch verbesserte Probensammlungsmethoden.
- Erforschung der Genexpression in einer größeren philippinischen Kohorte.
Verwendete Methoden
- Ultraschallgeführte Biopsien für die Probensammlung.
- RNA-Sequenzierung zur Schätzung des Tumorprozentsatzes.
- 3D-Organoid-Kulturen zur Analyse von Brustkrebsgeweben.
- Verwendung einer 14 Gauge Kernbiopsie-Nadelpistole in aseptischen Umgebungen.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Sammlung von hochwertiger RNA aus kleinen Biopsieproben.
- Effektive Konservierung von Organoiden für weitere Analysen.
- Potenzial für die Erprobung von Therapien bei verschiedenen Krebsarten mittels Organoiden.
- Einblicke in die lymphovaskuläre Invasion und Medikamentenresistenz bei Brustkrebs.
Schlussfolgerungen
- Optimierte Protokolle erhöhen die Nützlichkeit von Brustkrebsproben.
- Zukünftige Studien werden auf andere Krebsarten unter Verwendung ähnlicher Methoden ausgeweitet.
- Fortlaufende Forschung ist wesentlich für die Verbesserung personalisierter Krebsbehandlungen.
Häufig gestellte Fragen
Executive Industry Relevance
Optimized breast tissue collection and biobanking protocols are critical for enabling high-fidelity RNA sequencing and 3D organoid culture, directly impacting predictive confidence in breast cancer research. These procedures support translational continuity from sample acquisition to molecular profiling and functional drug response testing, informing portfolio decisions in precision oncology. The approach establishes a scalable infrastructure for multi-institutional biobanking and personalized medicine initiatives in resource-limited settings.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables robust molecular characterization of tumor and normal tissue for pathway analysis.
- Supports functional validation of therapeutic hypotheses using patient-derived organoids.
- Facilitates biological de-risking by integrating clinical and molecular data from diverse patient cohorts.
- Improves predictive confidence for target selection in heterogeneous populations.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, high-quality biospecimens for downstream RNA sequencing and 3D culture assays.
- Ensures reproducibility and quantitative assessment of tumor content for assay readiness.
- Enables scalable preparation of samples for compound screening in organoid-based platforms.
- Supports reliable evaluation of drug response and resistance mechanisms in ex vivo systems.
Translational & Preclinical Research
- Aligns biospecimen collection with translational biomarker discovery and validation workflows.
- Maintains continuity from clinical sample acquisition to preclinical drug testing in disease-relevant models.
- Enables risk-adjusted advancement of therapeutic candidates based on functional and molecular readouts.
- Supports expansion to additional cancer types for broader translational impact.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum by linking clinical sample acquisition, molecular profiling, and functional drug testing in organoid models.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing and pathway clarification through high-quality RNA and organoid outputs.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative biospecimens for assay development and compound evaluation.
- Analytics: Provides tumor percentage estimation and sequencing quality metrics for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges clinical and preclinical workflows for biomarker and therapy validation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable biobanking and analytical infrastructure for ongoing and future studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in breast cancer research.
- Operational Value: Standardizes biospecimen handling, storage, and transport for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of therapeutic programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in ultrasound-guided biopsy, tissue processing, and organoid culture.
- Demands access to RNA stabilization reagents, cryogenic storage, and sequencing infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of sample handling and documentation procedures.
- Adaptable to various cancer types and tissue sources with protocol modifications.
- Sample quality and RNA integrity are critical for downstream success and must be monitored.
