$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Les champs Traitement des tumeurs (TTFields) sont une modalité antimitotique pour le traitement de glioblastome et potentiellement d'autres types de cancer. Les champs sont fournis via l'application continue de faible intensité (1-3 V / cm), de fréquence intermédiaire (100-500 kHz), des champs électriques alternatifs à la région de la tumeur 1, 2. L' application TTFields in vitro et in vivo a été montré inhiber à la fois la croissance de diverses lignées de cellules cancéreuses et la progression des tumeurs dans plusieurs modèles de tumeurs animales 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. essais cliniques pilotes et des études randomisées plus importantes chez les patients atteints de tumeurs solides, y compris le glioblastome et le cancer du poumon non à petites cellules, ont demonstclassé l'innocuité et l' efficacité d'application TTFields continue 8, 9, 10. L'efficacité des TTFields a été trouvé pour être: (1) dépendant de la fréquence, avec des fréquences optimales spécifiques conduisant à la réduction la plus élevée dans le nombre de cellules de lignées cellulaires de différentes origines 1, 2, 4, 5, 6, 7; (2) un champ électrique dépendant de l' intensité, avec un seuil minimal pour l' activité à environ 1 V / cm et plus puissants des intensités supérieures 1, 2, 7, 11; (3) le renforcement lorsque la durée de traitement était plus 5; et (4) plus élevée lorsque 2 TTFields directionnels ont été appliqués perpendiculairement à chaque othEr, par rapport aux champs électriques appliqués à partir d'une seule direction 1 . Sur la base des résultats ci-dessus, TTFields peut être appliqué aux patients pour de longues durées en utilisant 2 ensembles de matrices de transducteurs localisés sur la peau des patients pour maximiser les intensités de champ électrique dans le lit de la tumeur 12 , 13 .
L'étude des effets de TTFields sur les cellules cancéreuses in vitro fournit actuellement la seule façon de déterminer la fréquence optimale à appliquer à un type de tumeur spécifique. Le test de la fréquence optimale nécessite un dispositif qui permet l'application de fréquences différentes dans la plage de 100-500 kHz et à des intensités allant jusqu'à 3 V / cm de carré de base (RMS) à la culture cellulaire. Comme l'application TTFields produit de la chaleur, le système d'application nécessite la capacité de dissiper la chaleur excessive tout en maintenant un contrôle strict de la température.
Plusieurs appareilse développé au fil des années pour permettre l'application TTFields à des cultures de cellules 1, 2, 5, 14, 15, 16. Dans tous ces appareils, les électrodes utilisées sont isolés afin d'éviter les mises en garde liés à l'utilisation d'électrodes conductrices, telles que l' échange d'électrons à la surface de l' électrode et la libération d'ions métalliques toxiques dans le milieu 1. La principale différence entre les différents isolation des systèmes d'application testés est le type de d'électrode TTFields utilisé, soit avec des électrodes constituées de fils métalliques isolés avec une couche mince d'isolant 2, 14, 15, 16 ou avec un matériau à forte constante diélectrique (par exemple, le magnésium niobate de plomb-plomb titanate (PMN-PT)) 6. Alors que les électrodes fils isolés offrent une solution relativement simple et rentable pour l'application TTFields, ils sont souvent limités par la haute tension nécessaire pour atteindre des intensités de champ électrique efficace au-dessus du seuil de 1 V / cm et par la surface disponible pour le placage cellulaire, que la distance entre les électrodes est relativement faible. Les systèmes basés sur des électrodes isolées à l'aide d'une capacité de conception et de fabrication matériaux de haute constante diélectrique nécessitent spéciaux, mais ils ne nécessitent pas de haute tension et peuvent offrir une plus grande surface pour la croissance cellulaire entre les électrodes.
Le système d'application in vitro TTFields utilisée dans ce travail appartient à cette dernière catégorie de systèmes, avec l'unité de base étant une boîte de Petri (plat TTFields, voir la figure 1) , composée de haute céramique à constante diélectrique ( par exemple, PMN-PT). Deux paires d'électrodes sont imprimées perpendiculairement à l'extérieur walls d'un plat TTFields pour permettre l'application de champs électriques à partir de 2 directions. Les électrodes sont reliées à un générateur de forme d'onde sinusoïdale et d'un amplificateur, ce qui permet à une application TTFields dans la gamme de fréquences de 50 à 500 kHz. Afin de dissiper la chaleur excessive, les plats TTFields sont conservés dans un incubateur réfrigéré, avec le moyen de contrôle de température effectuée en utilisant une surveillance constante de la température de la vaisselle et des ajustements à la tension appliquée par le système. Dans la pratique, la mise en l'incubateur à une température inférieure conduirait à des intensités de champ électrique plus élevé, comme le système augmente la tension jusqu'à ce que la température de consigne à l'intérieur de la boîte est obtenue. La différence entre la température à l'intérieur de la capsule et la température de l'incubateur peut conduire à une certaine évaporation, en fonction des gradients de température; Par conséquent, les besoins du milieu de culture à remplacer toutes les 24 h pour maintenir des conditions de croissance adéquates.
Le protocole ci-dessousdécrit le processus expérimental pour optimiser l'application de fréquences TTFields aux cellules cancéreuses de sorte qu'une réduction maximale de la cellule compter et une réduction du potentiel des cellules survivantes pour former des colonies sont obtenues.