Generación de esferoides tumorales tridimensional de alto rendimiento para la detección de drogas

Lesley Mathews Griner; Kalyani Gampa; Toan Do; Huyen Nguyen; David Farley; Christopher J. Hogan; Douglas S. Auld; Serena J. Silver

doi:10.3791/57476

Artículo de método

Generación de esferoides tumorales tridimensional de alto rendimiento para la detección de drogas

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DOI:

10.3791/57476

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5 de septiembre de 2018

Lesley Mathews Griner¹ , Kalyani Gampa¹ , Toan Do² , Huyen Nguyen² , David Farley² , Christopher J. Hogan² , Douglas S. Auld² , Serena J. Silver¹

¹Oncology Drug Discovery: Molecular Pharmacology, Novartis Institutes for Biomedical Research, ²Chemical Biology and Therapeutics, Novartis Institutes for Biomedical Research

En este artículo

Resumen

En una amplia variedad de indicaciones de enfermedad, modelos más fisiológico relevantes están siendo programas de descubrimiento de drogas desarrollado e implementado en. El nuevo sistema del modelo aquí descrito muestra tumor cómo tridimensional de esferoides pueden ser cultivados y defendidos en un sistema de base de placa de alto rendimiento 1536-bien buscar nuevos medicamentos de Oncología.

Resumen

Las células cancerosas han sido cultivadas habitualmente en dos dimensiones (2D) en una superficie de plástico. Esta técnica, sin embargo, carece de un tumor verdadero medio ambiente masa está expuesta a en vivo. Tumores sólidos crecen no como una hoja de plástico, pero en su lugar como una colección de células clonales en una tridimensional (3D) espacio interactuando con sus vecinos y con distintas propiedades espaciales como la alteración de la polaridad celular normal. Estas interacciones provocan las células cultivadas 3D adquieren características morfológicas y celulares que son más relevantes para tumores en vivo . Además, un tumor masa está en contacto directo con otros tipos celulares como células stromal e inmunes, así como la matriz extracelular de todos los tipos de célula. La matriz depositada se compone de macromoléculas como colágeno y fibronectina.

En un intento por aumentar la traducción de resultados de la investigación en oncología de banco a cabecera, muchos grupos han comenzado a investigar el uso de sistemas de modelo 3D en sus estrategias de desarrollo de drogas. Estos sistemas son probablemente más fisiológico relevantes porque intentar recapitular el ambiente complejo y heterogéneo de un tumor. Estos sistemas, sin embargo, pueden ser bastante complejos y, aunque susceptibles de crecimiento en formatos de 96 pozos y algunos incluso en 384, ofrecen pocas opciones para el crecimiento a gran escala y proyección. Esto observado diferencia ha conducido al desarrollo de los métodos descritos aquí en detalle esferoides tumorales de cultura en una capacidad de alto rendimiento en placas 1536 pocillos. Estos métodos representan un compromiso para los sistemas basados en matriz muy complejos, que son difíciles de pantalla y los análisis 2D convencionales. Una variedad de líneas celulares de cáncer que diferentes mutaciones genéticas son correctamente evaluados, examinar eficacia compuesto mediante el uso de una biblioteca de comisariado de compuestos contra el camino del Kinase de proteína Mitogen-Activated o MAPK. Las respuestas de la cultura de esferoide entonces se compararon con la respuesta de las células cultivadas en 2D, y se divulgan actividades diferenciadas. Estos métodos proporcionan un protocolo único para las pruebas de actividad compuesto en un entorno 3D de alto rendimiento.

Introducción

En la última década, cada vez más estudios han implementado el uso de modelos de cultura celular 3D para entender conceptos que no son completamente recapitulados por cultivo de células en 2D en el plástico. Ejemplos de estos conceptos incluyen las alteraciones en células epiteliales normales polaridad¹ donde la orientación espacial de las capas basals y apicales de las células se pierden, así como el papel de la matriz extracelular en la regulación de la supervivencia y el destino celular. Investigación oncológica, en particular, ha utilizado modelos 3D para entender la biología básica de las células cancerosas y las diferencias entre 2D y 3D ....