Method Article

Tridimensional de la célula modelo de cultivo para medir los efectos del flujo del fluido intersticial en la invasión de células tumorales

DOI:

10.3791/4159

July 25th, 2012

In This Article

Summary

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El flujo de fluido intersticial es elevada en los tumores sólidos y puede modular la invasión de células tumorales. Aquí se describe una técnica para aplicar el flujo de fluido intersticial a las células embebidas en una matriz y luego medir sus efectos sobre la invasión de células. Esta técnica se puede adaptar fácilmente para estudiar otros sistemas.

Abstract

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El crecimiento y la progresión de la mayoría de los tumores sólidos depende de la transformación inicial de las células cancerosas y su respuesta a estroma asociada a la señalización en el microambiente del tumor 1. Anteriormente, la investigación sobre el microambiente del tumor se ha centrado principalmente en tumores del estroma interacciones 1-2. Sin embargo, el microambiente del tumor también incluye una variedad de fuerzas biofísicas, cuyos efectos siguen siendo poco conocidos. Estas fuerzas son las consecuencias biomecánicas de crecimiento de los tumores que conducen a cambios en la expresión génica, la división celular, la diferenciación y la invasión 3. Densidad de matriz 4, rigidez 5-6, 6-7 y la estructura, la presión del fluido intersticial 8, y el flujo de fluido intersticial 8 están alterados durante la progresión del cáncer.

El flujo de fluido intersticial en particular es mayor en los tumores en comparación con 8-10 tejidos normales. La baja estima que el líquido intersticialvelocidades ow se midieron y se encontró que en el intervalo de 0,1-3 micras s -1, dependiendo del tamaño del tumor y la diferenciación 9, 11. Esto es debido a la presión elevada del líquido intersticial causada por el tumor angiogénesis inducida por aumento de la permeabilidad vascular y 12. El flujo de fluido intersticial se ha demostrado que aumenta la invasión de las células cancerosas 13-14, fibroblastos vasculares y células musculares lisas 15. Esta invasión puede ser debido a los gradientes quimiotácticos autólogas creadas en torno a las células en 3-D de 16 o mayor metaloproteinasas de matriz (MMP) la expresión 15, la secreción de quimioquinas y la adhesión celular expresión de la molécula 17. Sin embargo, el mecanismo por el cual las células detectar el flujo de fluido no se entiende bien. Además de alterar el comportamiento de las células tumorales, el flujo de líquido intersticial modula la actividad de otras células en el microambiente tumoral. Está asociada con la diferenciación de conducción (a) de fibroblastos en promotor de tumores myofibroblasts 18, (b) al transporte de los antígenos y otros factores solubles a los ganglios linfáticos 19, y (c) modulación de morfogénesis linfático de células endoteliales 20.

La técnica que aquí se presenta impone el flujo de fluido intersticial en células in vitro y cuantifica sus efectos sobre la invasión (Figura 1). Este método ha sido publicada en múltiples estudios para medir los efectos de flujo de fluido en estroma y la invasión de las células cancerosas 13-15, 17. Al cambiar la composición de la matriz, el tipo de célula, y la concentración celular, este método puede ser aplicado a otras enfermedades y sistemas fisiológicos para estudiar los efectos del flujo intersticial en los procesos celulares tales como la invasión, la diferenciación, proliferación y la expresión génica.

Protocol

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1. Ensayo de Set-up

  1. Descongelar una alícuota pequeña (<500 l) de Matrigel en hielo a 4 ° C (aproximadamente 2 horas).
  2. Prepare la receta de gel (véase el volumen de ejemplo en la tabla a continuación): 10x PBS (1x en el volumen total), hidróxido de sodio 1N (equivalente a 0.023 volúmenes de colágeno añadido, o por las recomendaciones del fabricante del colágeno, según corresponda), Matrigel y el colágeno de tipo I a la las concentraciones finales de 1 mg / ml y 1,3 mg / ml, respectivamente (otras formulaciones de la matriz pueden ser utilizados en función del tipo de célula y el experimento).

Ejemplo de r....

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Discussion

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Aquí hemos descrito una metodología para cuantificar el efecto del flujo intersticial en la invasión de células tumorales, utilizando células embebidas en una matriz de 3-D dentro de un inserto de cultivo celular. Este y otros métodos se han utilizado para estudiar el efecto del flujo intersticial en una variedad de tipos celulares 13-15, 17. Nuestro enfoque parte imita la matriz de microambiente del tumor mediante el uso de colágeno tipo I y Matrigel que contienen proteínas que se encuentran en la membrana b.......

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Disclosures

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No hay conflictos de interés declarado.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Nombre del reactivo Empresa Número de catálogo Comentarios
Colágeno (cola de rata) BD 354236 Mantener estériles
Celular Millicell la cultura de inserción Millipore PI8P01250 8 micras de diámetro de poro, policarbonato membrana
Matrigel BD 354234 Mantener estériles
PBS Sigma Aldrich 100M-8202 10 veces para preparar solución de gel, 1x para el lavado de los pasos
Hidróxido de sodio, solución 1,0 N Sigma Aldrich S2770 Mantener estériles
DMEM 1X CellGro 10 a 013 CV Mantener estériles
Suero Bovino Fetal Atlanta Productos Biológicos 511150 Mantener estériles
La penicilina estreptomicina CellGro 30002CI Mantener estériles
Triton X-100 Sigma Aldrich X100-500 ml 0,5% en PBS
Paraformaldehído Fisher Scientific 04042-500 4% en PBS
Agua desionizada Mantener estériles
4 ',6-diaminido-2-phenylindole (DAPI) MP Biomedicals 0215757401 1 mg / ml de solución de stock
Solución de montaje Thermo Scientific TA-030-FM
Tripsina-EDTA CellGro 25 a 052-CI Mantener estériles

References

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  1. Cichon, M. A. Microenvironmental influences that drive progression from benign breast disease to invasive breast cancer. J. Mammary Gland. Biol. Neoplasia. 15, 389-3897 (2010).
  2. Proia, D. A., Kuperwasser, C. Stroma: tumor agonist or antagonist. Cell....

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Interstitial Fluid FlowTumor Cell Invasion3D Cell CultureCollagen Matrigel GelTranswell AssayStatic Flow ConditionsCell Migration AnalysisMDA MB 435 CellsFluorescent StainingInvasion Quantification

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