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Este estudio se llevó a cabo de acuerdo con las recomendaciones de la Guía para la Junta de Revisión Institucional (IRB) de la Universidad de California en San Diego (UCSD). IRB #090401 La aprobación fue recibida de la Junta de Revisión Institucional (IRB) de UCSD para recolectar muestras quirúrgicas de pacientes con fines de investigación. Se obtuvo un consentimiento informado de cada paciente y se obtuvo una muestra de metástasis quirúrgica de cáncer de próstata ósea a partir de la reparación ortopédica de una fractura patológica en el fémur. Los protocolos de los animales se realizaron bajo el protocolo aprobado por la Universidad de California en San Diego (UCSD) y el Protocolo aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) #S10298. Las células del tejido tumoral del paciente disociado mecánica y enzimáticamente se inyectaron intrafemoralmente enratones macho sin o 8 semanas de edad,como se describió anteriormente17. El volumen tumoral de xenoinjerto se determinó utilizando un sistema de imágenes de bioluminiscencia in vivo y mediciones de pinza. Tras el crecimiento tumoral de hasta 2,0 cm (el tamaño máximo permitido aprobado por IACUC), el tumor fue cosechado para el establecimiento de organoides 3D.
NOTA: La Figura 1 muestra el flujo de trabajo para establecer organoides 3D y un número de protocolo para cada paso de los procedimientos experimentales.
1. Procesamiento de tejidos tumorales de xenoinjerto derivado del paciente (PDX)
NOTA: Este es un paso inicial para el establecimiento organoide de un tumor derivado de un modelo de ratón xenoinjerto. Este protocolo está adaptado de una publicación anterior de Drost et al.5 y hemos modificado las condiciones de los medios de comunicación para incluir la suplementación con suero a medios organoides.
- Procesar la muestra tumoral como se describe a continuación.
- Muestras de tumor de picado a piezas de 1-3 mm3 de tamaño y digerir las muestras con 10 ml de solución de disociación celular durante 45 min a temperatura ambiente.
- Para terminar la digestión, agregue 20 ml de medios completos DMEM a las muestras.
- Filtrar la suspensión a través de un colador de células de 70 m. Utilice una brida de émbolo estéril para empujar cualquier tejido sobrante en la parte superior del colador de células de 70 m.
- Centrífuga a 300 x g durante 5 min a 4oC.
- Lave el pellet celular tres veces con un medio completo adDMEM fresco. Haga coincidir el volumen de medios para el lavado y la resuspensión con el volumen de medios sugerido en la Tabla 3. Por ejemplo, para una condición de cultivo de placa de 24 pocillos, el volumen para el lavado debe ser de 500 l.
NOTA: Como se muestra en la Tabla 3, el protocolo es aplicable a diferentes condiciones de cultivo.
- Determine el recuento final de células con el tinte azul Trypan y un hemocitómetro.
- Después de obtener el recuento celular, vuelva a suspender el gránulo celular en 80 ml de 2% de FBS en PBS por 2 x 106 células tumorales.
- Añadir 20 l de cóctel de agotamiento de células de ratón por 2 x 106 células tumorales. Mezclar bien e incubar durante 15 min a 2-8 oC.
- Ajuste el volumen a 500 l con un 2% de FBS en tampón de PBS por 2 x 106 células tumorales.
NOTA: Se pueden procesar hasta 1 x 107 células tumorales en 2,5 ml de suspensión celular en una columna LS.
- Cargue las columnas LS en el separador de columna magnética y coloque un tubo cónico de 15 ml en un bastidor debajo para recoger el flujo.
- Enjuague cada columna con 3 ml de 2% de FBS en el búfer PBS. Deseche el tubo cónico con el lavado que fluye y sustitúyalo por un nuevo tubo cónico estéril de 15 ml.
- Agregue la suspensión celular (hasta 2,5 ml de 1 x 107 células tumorales) a la columna. Recoger el flujo a través de que será el enriquecido con las células tumorales humanas.
- Lave la columna dos veces con 1 ml de 2% de FBS en el búfer PBS.
NOTA: Es importante realizar pasos de lavado tan pronto como la columna esté vacía. Además, trate de evitar la formación de burbujas de aire.
- Alícuota el volumen adecuado de suspensión celular a un tubo de 1,5 ml para el cultivo deseado configurado (Tabla 3).
- Centrifugar el tubo de 1,5 ml a 300 x g y 4 oC durante 5 min.
- Retire y deseche con cuidado el sobrenadante.
2. Procesamiento de los tejidos tumorales primarios del paciente
NOTA: Este es un paso inicial para el establecimiento de organoides.
- Siga todos los pasos 1 excepto el proceso de agotamiento de la célula del ratón, que no es necesario para el procesamiento de los tejidos tumorales primarios del paciente.
3. Formar una cúpula redonda en la placa
NOTA: Este manuscrito describe tres formas de hacer una cúpula a partir de una mezcla del pellet celular y la membrana del sótano (por ejemplo, Matrigel) como se muestra en la Figura 1 y la Figura 2. En los pasos 2-4, las células y la membrana del sótano deben mantenerse en hielo para evitar la solidificación de la membrana del sótano.
- Resuspenda el gránulo celular en el volumen adecuado de membrana del sótano (p. ej., 40 l) para una placa de 24 pocillos configurada(Tabla 3).
- Pipetear hacia arriba y hacia abajo suavemente para asegurarse de que las células se vuelvan a suspender bien en la membrana del sótano.
- Pipetear el volumen apropiado(Tabla 3) de la mezcla de membrana cell-basement (y opcional 10 l de adDMEM de medios completos) en el centro de la placa de cultivo de tejido precalentado.
- Invierta la placa y coloque inmediatamente la placa boca abajo en la incubadora de cultivo celular CO2 a 5% co2,37 oC durante 15 min. Esto evita que las células se asienten y se adhieran al fondo de la placa mientras permite que la membrana del sótano se solidifique.
- Pipetear el volumen apropiado(Tabla 3) de medio precalentado que contiene 10 M y-27632 dihidrocloruro en cada pocil.
- Coloque la placa del lado derecho dentro de la incubadora de cultivo celular CO2 (5% CO2, 37 oC).
- Cambie el medio cada 3-4 días. Después de 5-7 días, utilice el medio de cultivo sin 10 M Y-27632 dihidrocloruro para mantener los cultivos.
4. Formando una cúpula flotante a partir de una cúpula redonda unida en la placa
- Después del paso 3.7, separe la cúpula usando un rascador de celda.
5. Formación de perlas flotantes
NOTA: Este protocolo se denomina perlas flotantes, ya que la mezcla de membrana de sótano, medios y organoides se ven como cuentas.
- Corte una película de 2 pulgadas x 4 pulgadas de parafina.
- Coloque la película de parafina en la parte superior de los divots de un estante vacío de sujeción de puntas de una caja de punta de pipeta de plástico de 1000 ml.
- Presione suavemente hacia abajo sobre la película de parafina para rastrear los divots usando un dedo índice enguantado, pero sin romper a través de la película de parafina.
- Rocíe la película de parafina con 70% de etanol y encienda la lámpara UV en la campana de cultivo celular para esterilizar la película de parafina preparada durante al menos 30 minutos.
- Preparar una mezcla de células y 20 ml de membrana del sótano. La densidad de sembrado puede ser de 50.000 a 250.000 células por cúpula.
- Pipetear la mezcla de células procesadas a partir del paso 1 o 2, y 20 l de membrana de sótano en el molde de la divot formada en la película de parafina preparada.
- Resuspenda el pellet celular en la membrana del sótano y pipetee la suspensión celular en los divots filmados con parafina preparado.
- Coloque las cuentas solidificadas y la película de parafina en una placa de 6 pocillos. Un pozo en un plato de 6 pocillos puede caber hasta 5 perlas.
- Pipetear 3-5 ml de medio precalentado que contiene 10 M Y-27632 dihidrocloruro en cada pocil mientras se cepillan suavemente las perlas de la película de parafina.
NOTA: Como volumen mínimo, se recomiendan 3 ml. Para un número máximo de perlas (N-5) por pozo, se recomiendan 5 ml de medio.
- Colocar la placa dentro de una incubadora de CO2 (5% CO2, 37oC).
- Cambie el medio organoide cada 3-4 días. Después de 5-7 días, utilice el medio de cultivo sin 10 M Y-27632 dihidrocloruro para mantener los cultivos.
6. Costura de imagen de organoides in vivo con microscopio8
NOTA: Ciertos microscopios no pueden alcanzar el perímetro exterior de la placa celular (pared del borde); por lo tanto, sugerimos utilizar los pozos cerca del perímetro de la placa de la celda cuando la costura de la imagen.
- Coloque la placa de cultivo celular en posición ascendente en el soporte de la placa en el microscopio keyence.
- Coloque la lente en el centro de la cúpula objetivo.
- Configure el proceso de costura automática seleccionando el número de fotogramas. Por ejemplo, se pueden elegir 3 x 3 o 5 x 5 para generar 9 imágenes o 25 imágenes en total.
- Pulse el botón de captura para iniciar el proceso de creación de imágenes.
- Abra el software del visor de imágenes y cargue un grupo de imágenes tomadas en el paso 4.
- Haga clic en Punto de imagen para crear una imagen cosida de alta resolución.
NOTA: La captura de imágenes serie 9 o 25 se puede realizar mediante configuración manual o automática para enfocar las celdas.
7. Procesamiento organoide para histología: el método de agarosa spin down
NOTA: Este protocolo está adaptado de una publicación anterior de Vlachogiannis et al.7. Hemos añadido un paso que implica la incrustación de agarosa para incrustar con éxito todas las poblaciones de organoides.
- Elimine los medios existentes del pozo. Tenga cuidado de no aspirar las cúpulas de membrana del sótano.
- Agregue un volumen igual (igual al volumen de medios eliminado del paso 1) volumen de la solución de recuperación de células e incubar durante 60 min a 4 oC.
- Desaloje la cúpula de membrana del sótano usando una pipeta y aplasta la cúpula de la membrana del sótano usando una punta de pipeta. Recoja la cúpula disociada y la solución de recuperación celular en un tubo de 1,5 ml.
- Centrífuga a 300 x g y 4oC durante 5 min.
- Retire el sobrenadante (solución de recuperación celular). Guarde todos los sobrenadores en tubos separados hasta el final cuando se confirme la presencia de organoides en el paso final de peletización.
- Añadir el volumen deseado(Tabla 3) de PBS frío y pipetear suavemente hacia arriba y hacia abajo para perturbar mecánicamente el pellet.
- Centrífuga a 300 x g y 4oC durante 5 min.
- Retire el sobrenadante (PBS).
- Fijar el pellet en un volumen igualado (por ejemplo, 500 l para un pellet de la condición de cultivo de placa de 24 pozos, Tabla 3) de 4% PFA durante 60 min a temperatura ambiente.
- Después de la fijación, centrífuga a 300 x g y 4 oC durante 5 min.
- Retire el sobrenadante (PFA).
- Lavar con volumen igualado (p. ej., 500 l para un pellet de la condición de cultivo de placa de 24 pozos, Tabla 3) de PBS y centrífuga a 300 x g y 4 oC durante 5 min.
- Preparar agarosa caliente (2% agarosa en PBS).
NOTA: Aquí, los gránulos celulares para secciones congeladas se pueden volver a suspender directamente en 200 l de compuesto OCT sin más pasos en el Protocolo 7.
- Vuelva a suspender el gránulos celulares en 200 ml de agarosa (2% en PBS).
- Inmediatamente después de añadir agarosa, separa suavemente el pellet celular de la pared del tubo de 1,5 ml con la aguja de 25 G unida a la jeringa de 1 ml. Como se muestra en la Figura 3, si el pellet celular no está separado físicamente de la pared del tubo de 1,5 ml, entonces existe el riesgo de perder todo o parte del pellet celular durante el proceso de incrustación de agarosa.
- Espere hasta que la agarosa del 2% en PBS esté completamente solidificada.
- Separe el bloque de agarosa solidificado del tubo de 1,5 ml utilizando una aguja de 25 G unida a la jeringa de 1 ml.
- Transfiera el bloque de agarosa separado que contiene el pellet celular a un nuevo tubo de 1,5 ml.
- Llene el tubo con 70% EtOH y continúe utilizando el protocolo convencional para la deshidratación de tejidos y la incrustación de parafina.
8. Histología y citoquímica inmunofluorescente (IFC) de organoides
- Seleccione la(s) diapositiva(s) para histología o IFC.
- Antes de iniciar el proceso de tinción, descubra dónde se encuentran las celdas en la diapositiva y dibuje un círculo alrededor de las celdas de la diapositiva utilizando un marcador.
- Dibuje el perímetro alrededor del borde o el borde de la diapositiva y donde se encuentran los círculos en la diapositiva de un cuaderno de laboratorio para registrar sus ubicaciones.
- Realice la tinción deseada.
NOTA: Durante este proceso, los círculos marcados desaparecen ya que el fabricante regular no es resistente a los productos químicos. Incluso algunos marcadores permanentes de histología pueden ser borrados durante el proceso de tinción.
- Después del proceso de tinción, coloque la diapositiva sobre el dibujo en el cuaderno de laboratorio para encontrar las ubicaciones de las celdas en la diapositiva.