Name: Fortschritte bei der metabolischen Profilerstellung von dreidimensionalen Hirntumor-Sphäroiden für das Wirkstoffscreening (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-05T13:40:00.000+00:00
Duration: 6 min 50 s
Description: Erfahren Sie die metabolische Profilerstellung von 3D-Gliom-Sphäroiden mit Seahorse-Technologie zur Untersuchung von Arzneimittelwirkungen und Resistenzmechanismen. Diese Methode verbessert die Bewertung therapeutischer Strategien bei Hirntumoren.

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<ol><li>Wu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glioblastoma+multiforme+%28GBM%29%3A+An+overview+of+current+therapies+and+mechanisms+of+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Res%22%5BJournal%5D)">Glioblastoma multiforme (GBM): An overview of current therapies and mechanisms of resistance.</a> Pharmacol Res. 171, 105780(2021).</li>
<li>Crowley, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((85th+annual+report+on+medical+education+in+the+United+States.+Executive+summary%5BTitle%5D)+AND+%22Jama%22%5BJournal%5D)">85th annual report on medical education in the United States. Executive summary.</a> Jama. 254 (12), 1553-1554 (1985).</li>
<li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nutritionally+physiological+cell+culture+medium+and+3D+culture+influence+breast+tumor+proteomics+and+anticancer+drug+effectiveness%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Res%22%5BJournal%5D)">Nutritionally physiological cell culture medium and 3D culture influence breast tumor proteomics and anticancer drug effectiveness.</a> Pharmacol Res. 210, 107519(2024).</li>
<li>Edmondson, R., Broglie, J. J., Adcock, A. F., Yang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+cell+culture+systems+and+their+applications+in+drug+discovery+and+cell-based+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Assay+Drug+Dev+Technol%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional cell culture systems and their applications in drug discovery and cell-based biosensors.</a> Assay Drug Dev Technol. 12 (4), 207-218 (2014).</li>
<li>Bahl, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growing+desmoplastic+three-dimensional+pancreatic+cancer+spheroids+from+coculture%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Growing desmoplastic three-dimensional pancreatic cancer spheroids from coculture.</a> J Vis Exp. 211, e66625(2024).</li>
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<li>Plitzko, B., Loesgen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+oxygen+consumption+rate+%28OCR%29+and+extracellular+acidification+rate+%28ECAR%29+in+culture+cells+for+assessment+of+the+energy+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Protoc%22%5BJournal%5D)">Measurement of oxygen consumption rate (OCR) and extracellular acidification rate (ECAR) in culture cells for assessment of the energy metabolism.</a> Bio Protoc. 8 (10), e2850(2018).</li>
<li>Hong, X., Muñoz-Cánoves, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+oxygen+consumption+rate+%28OCR%29+and+extracellular+acidification+rate+%28ECAR%29+in+muscle+stem+cells+using+a+Seahorse+analyzer%3A+Applicability+for+aging+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Measuring oxygen consumption rate (OCR) and extracellular acidification rate (ECAR) in muscle stem cells using a Seahorse analyzer: Applicability for aging studies.</a> Methods Mol Biol. 2640, 73-88 (2023).</li>
<li>Yoo, I., Ahn, I., Lee, J., Lee, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+flux+assay+%28Seahorse+assay%29%3A+Diverse+applications+in+metabolic+research+across+biological+disciplines%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Cells%22%5BJournal%5D)">Extracellular flux assay (Seahorse assay): Diverse applications in metabolic research across biological disciplines.</a> Mol Cells. 47 (8), 100095(2024).</li>
<li>Kapałczyńska, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2D+and+3D+cell+cultures+-+a+comparison+of+different+types+of+cancer+cell+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">2D and 3D cell cultures - a comparison of different types of cancer cell cultures.</a> Arch Med Sci. 14 (4), 910-919 (2018).</li>
<li>Rybkowska, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+metabolic+changes+between+monolayer+%282D%29+and+three-dimensional+%283D%29+culture+conditions+in+human+mesenchymal+stem%2Fstromal+cells+derived+from+adipose+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Cells%22%5BJournal%5D)">The metabolic changes between monolayer (2D) and three-dimensional (3D) culture conditions in human mesenchymal stem/stromal cells derived from adipose tissue.</a> Cells. 12 (1), 178(2023).</li>
<li>Białkowska, K., Komorowski, P., Bryszewska, M., Miłowska, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spheroids+as+a+type+of+three-dimensional+cell+cultures-examples+of+methods+of+preparation+and+the+most+important+application%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Spheroids as a type of three-dimensional cell cultures-examples of methods of preparation and the most important application.</a> Int J Mol Sci. 21 (17), 6225(2020).</li>
<li>Pinto, B., Henriques, A. C., Silva, P. M. A., Bousbaa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+spheroids+as+in+vitro+preclinical+models+for+cancer+research%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional spheroids as in vitro preclinical models for cancer research.</a> Pharmaceutics. 12 (12), 1186(2020).</li>
<li>Juarez-Moreno, K., Chávez-García, D., Hirata, G., Vazquez-Duhalt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolayer+%282D%29+or+spheroids+%283D%29+cell+cultures+for+nanotoxicological+studies%3F+Comparison+of+cytotoxicity+and+cell+internalization+of+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+In+Vitro%22%5BJournal%5D)">Monolayer (2D) or spheroids (3D) cell cultures for nanotoxicological studies? Comparison of cytotoxicity and cell internalization of nanoparticles.</a> Toxicol In Vitro. 85, 105461(2022).</li>
<li>Renner, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fully+automated+high-throughput+workflow+for+3D-based+chemical+screening+in+human+midbrain+organoids%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">A fully automated high-throughput workflow for 3D-based chemical screening in human midbrain organoids.</a> Elife. 9, e52904(2020).</li>
<li>Beaufort, I. N., et al. Author commentary on Ilse N. Beaufort et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBeaufort%2C+IN+%22Endoscopy%22">Endoscopy</a>. 56 (5), v6(2024).</li>
<li>Liu, D., Chen, S., Win Naing, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+manufacturing+capabilities+of+cell+spheroid+generation+technologies+and+future+development%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Bioeng%22%5BJournal%5D)">A review of manufacturing capabilities of cell spheroid generation technologies and future development.</a> Biotechnol Bioeng. 118 (2), 542-554 (2021).</li>
<li>Trettner, K. J., Hsieh, J., Xiao, W., Lee, J. S. H., Armani, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nondestructive%2C+quantitative+viability+analysis+of+3D+tissue+cultures+using+machine+learning+image+segmentation%5BTitle%5D)+AND+%22APL+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Nondestructive, quantitative viability analysis of 3D tissue cultures using machine learning image segmentation.</a> APL Bioeng. 8 (1), 016121(2024).</li>
<li>Dominijanni, A. J., Devarasetty, M., Forsythe, S. D., Votanopoulos, K. I., Soker, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+viability+assays+in+three-dimensional+hydrogels%3A+A+comparative+study+of+accuracy%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+C+Methods%22%5BJournal%5D)">Cell viability assays in three-dimensional hydrogels: A comparative study of accuracy.</a> Tissue Eng Part C Methods. 27 (7), 401-410 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>10 cm Schale</td><td>Corning</td><td>430167</td><td></td></tr><tr><td>15 mL Zentrifugenröhrchen</td><td>Corning</td><td>430791</td><td></td></tr><tr><td>50 mL Zentrifugenröhrchen</td><td>Corning</td><td>430828</td><td></td></tr><tr><td>Calcein, AM</td><td>Invitrogen</td><td>Nr. C1430</td><td></td></tr><tr><td>Gräfin 3</td><td>Thermo Fischer</td><td></td><td>Automatischer Zellzähler</td></tr><tr><td>Fötales Rinderserum</td><td>Gibco</td><td>A5669701</td><td></td></tr><tr><td>Harmonie 5.2</td><td>PerkinElmer</td><td></td><td>Bildgebungssoftware</td></tr><tr><td>Hoechst 33342</td><td>Solarbio GmbH</td><td>Nr. C0031</td><td></td></tr><tr><td>MEM EBSS Medium</td><td>HyClone</td><td>SH30024.01</td><td></td></tr><tr><td>Operette CLS</td><td>PerkinElmer</td><td></td><td>High-Content-Bildgebungsanalysesystem</td></tr><tr><td>PBS</td><td>HyClone</td><td>SH30256.01</td><td></td></tr><tr><td>Poly-D Lysinhydrobromid</td><td>Sigma&nbsp;</td><td>Nr. 7280</td><td></td></tr><tr><td>96-Well-Platten mit rundem Boden und extrem niedrigem Aufsatz</td><td>Corning</td><td>4515</td><td></td></tr><tr><td>Seahorse Wave Desktop-Software</td><td>Agilent</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Seepferdchen XFe96</td><td>Agilent</td><td></td><td>Extrakorporale Stoffwechseltestmaschine</td></tr><tr><td>Sorvall ST8R</td><td>Thermo Fischer</td><td></td><td>Zentrifuge</td></tr><tr><td>TRYPSIN 0,25 % EDTA</td><td>Gibco</td><td>25200072</td><td></td></tr><tr><td>U87MG Zelllinie&nbsp;</td><td>Nationale Infrastruktur von Zellressourcen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>XF 1,0 M Glukoselösung, 50 mL</td><td>Agilent</td><td>103577-100</td><td></td></tr><tr><td>XF 100 mM Pyruvatlösung, 50 mL</td><td>Agilent</td><td>103578-100</td><td></td></tr><tr><td>XF 200 mM Glutaminlösung, 50 mL</td><td>Agilent</td><td>103579-100</td><td></td></tr><tr><td>XF Kalibrant Lösung 500 mL&nbsp;</td><td>Agilent</td><td>100840-000</td><td></td></tr><tr><td>XF Cell Mito Stresstest-Kit</td><td>Agilent</td><td>103015-100</td><td></td></tr><tr><td>XF DMEM Medium, pH 7,4, 500 mL</td><td>Agilent</td><td>103575-100</td><td></td></tr><tr><td>XFe96/XF Pro Fluxpak-Detektionssonden-Array</td><td>Agilent</td><td>103792-100</td><td></td></tr><tr><td>XFe96/XF Pro Fluxpak-Metabolische Assay-Platten</td><td>Agilent</td><td>103792-100</td><td></td></tr></tbody></table>

fortschritte bei der metabolischen profilerstellung von dreidimensionalen hirntumor-sphäroiden für das wirkstoffscreening

Advancements in the Metabolic Profiling of Three-Dimensional Brain Tumor Spheroids for Drug Screening

Die drei kritischsten Schritte bei der Detektion des Energiestoffwechsels von 3D-Zellsphäroiden sind die Kultivierung von 3D-Zellsphäroiden, der Sphäroidtransferprozess sowie die Bildgebung und Quantifizierung von Sphäroiden nach der Detektion (Abbildung 1). Darüber hinaus ist die Beobachtung des Zustands der Zellsphäroide von großer Bedeutung. Wenn die Experimente nach den oben genannten experimentellen Verfahren durchgeführt wurden, wurden am 5. Tag Sphäroide nachgewiesen (<stro...

Fortschritte bei der metabolischen Profilerstellung von dreidimensionalen Hirntumor-Sphäroiden für das Wirkstoffscreening

Brain tumors, especially gliomas, are challenging to treat because of their aggressive nature, complex tumor microenvironment, and resistance to ...

advancements-metabolic-profiling-three-dimensional-brain-tumor

Research

Forschung

JoVE Journal

Cancer Research

Krebsforschung

Die Invasion des umgebenden normalen Gewebes ist ein definierendes Merkmal von bösartigen Tumoren. Wir stellen hier einen einfachen, halbautomatischen Mikroplatten-Assay der Invasion in eine natürliche 3D-Biomatrix zur Verfügung, der mit einer Reihe von Modellen fortgeschrittener menschlicher Krebsarten veranschaulicht wurde.

Dreidimensionale (3D) Tumor Spheroid Invasionsassay

Von Patienten stammende Xenotransplantate von Glioblastoma multiforme können mit Hilfe eines humanen 3D-Biogel-Kultursystems in lebende Mikrotumoren miniaturisiert werden. Dieser in vivo-ähnliche 3D-Tumorassay eignet sich für Drug-Response-Tests und molekulares Profiling, einschließlich kinomischer Analysen.

Die Erzeugung von Microtumors Mit 3D Human Biogel Kultursystem und Patienten stammGlioblastomZellen für Kinomic Profilieren and Drug Response-Testing

Hier wird ein Verfahren zur Herstellung von 3-dimensionalen (3D) Sphäroid Kokultur Pankreaskarzinom-Zellen und Fibroblasten, gefolgt von Messung von Stoffwechselfunktionen mit einer extrazellulären Flux-Analyzer beschrieben.

Vorbereitung und metabolische Assay von 3-dimensionalen Sphäroid Ko-Kulturen von Pankreaskarzinom-Zellen und Fibroblasten

Über eine Vielzahl von Anzeichen der Krankheit werden mehr physiologisch relevanten Modelle entwickelt und implementiert in Drug Discovery-Programme. Das neue Modellsystem hier beschriebenen zeigt wie dreidimensionale Tumor Sphäroide kultiviert und in ein Hochdurchsatz-1536-Well-Platte-basiertes System zur Suche neuer Krebsmedikamente abgeschirmt werden können.

Generation von Hochdurchsatz-dreidimensionale Tumor Sphäroide für Drogen-Screening

Optische Kohärenztomografie (OCT), eine dreidimensionale imaging-Technologie, wurde verwendet, um zu überwachen und zu charakterisieren, die Wachstum Kinetik der vielzelligen Tumor Sphäroide. Präzise volumetrische Quantifizierung der Tumor Sphäroide mit einem Voxel zählen Ansatz und markierungsfreie abgestorbenes Gewebe-Erkennung in der Sphäroide basierend auf intrinsische optische Dämpfung dagegen wurden demonstriert.

Longitudinal morphologischen und physiologischen Überwachung der dreidimensionalen Tumor Sphäroide mit optischen Kohärenztomographie

Die Auswirkungen von migrastatischen Inhibitoren auf die Gliom-Krebszellmigration in dreidimensionalen (3D) Invasions-Assays mit einem Histon-Deacetylase-Inhibitor (HDAC) sind durch eine hochauflösende konfokale Mikroskopie gekennzeichnet.

Charakterisierung der Auswirkungen von Migrastatischen Inhibitoren auf die 3D-Tumorsphäroid-Invasion durch hochauflösende Konfokalmikroskopie

Hier beschreiben wir einen einfach zu bedienenden Invasionstest für Glioblastom. Dieser Test eignet sich für glioblastom-Stammzellen. Ein Fidschi-Makro zur einfachen Quantifizierung von Invasion, Migration und Proliferation wird ebenfalls beschrieben.

Ein 3D Spheroid Modell für Glioblastom

Diese Protokolle werden den Benutzern helfen, den mitochondrialen Energiestoffwechsel in 3D-Krebszelllinien-abgeleiteten Sphäroiden mithilfe der extrazellulären Flussanalyse von Seepferdchen zu untersuchen.

Erforschung des mitochondrialen Energiestoffwechsels einzelner 3D-Mikrogewebesphäroide mittels extrazellulärer Flussanalyse

Das vorliegende Protokoll beschreibt die Erzeugung von 3D-Tumorkulturmodellen aus primären Krebszellen und die Bewertung ihrer Empfindlichkeit gegenüber Medikamenten unter Verwendung von Zellviabilitätsassays und mikroskopischen Untersuchungen.

Etablierung von 3-dimensionalen Sphäroiden aus patienteneigenen Tumorproben und Bewertung ihrer Empfindlichkeit gegenüber Medikamenten

Dieser Artikel demonstriert eine standardisierte Methode zur Konstruktion dreidimensionaler Tumorsphäroide. Eine Strategie zur Sphäroidbeobachtung und bildbasierten Deep-Learning-Analyse unter Verwendung eines automatisierten Bildgebungssystems wird ebenfalls beschrieben.

Generierung von 3D-Tumorsphäroiden für Wirkstoffevaluierungsstudien

Erfahren Sie die metabolische Profilerstellung von 3D-Gliom-Sphäroiden mit Seahorse-Technologie zur Untersuchung von Arzneimittelwirkungen und Resistenzmechanismen. Diese Methode verbessert die Bewertung therapeutischer Strategien bei Hirntumoren.

Fortschritte bei der metabolischen Profilerstellung von dreidimensionalen Hirntumor-Sphäroiden für das Wirkstoffscreening

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