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Article de méthode

L’acide hyaluronique basée Hydrogels pour 3-Dimensional Culture de cellules de glioblastome dérivé de Patient

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DOI :

10.3791/58176

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24 août 2018

Dans cet article

Résumé

Nous présentons ici un protocole pour la culture de cellules de glioblastome dérivé de patient dans les biomatériaux orthogonalement accordable conçu pour imiter la matrice de cerveau en trois dimensions. Cette approche fournit une in vitro, une plate-forme expérimentale qui conserve plusieurs caractéristiques de in vivo glioblastoma cellules généralement perdus dans la culture.

Résumé

Glioblastome (GBM) est le plus courant, encore plus meurtrière, le cancer du système nerveux central. Ces dernières années, de nombreuses études ont mis l’accent sur comment la matrice extracellulaire (MEC) de l’environnement de cerveau unique, comme l’acide hyaluronique (HA), facilite l’invasion et la progression de GBM. Toutefois, la plupart des modèles in vitro culture incluent les cellules GBM en dehors du contexte d’un ECM. Xénogreffes murins de cellules GBM sont utilisés couramment aussi bien. Cependant, in vivo modèles rendent difficile d’isoler les contributions des caractéristiques individuelles du microenvironnement tumoral complexe au comportement de la tumeur. Nous décrivons ici une plateforme de base d’hydrogel, en trois dimensions (3D) culture HA qui permet aux chercheurs de modifier indépendamment rigidité et concentration HA. Poids moléculaire élevé HA et polyéthylène glycol (PEG) comprennent des hydrogels, qui sont réticulés par addition de Michael-type en présence de cellules vivantes. Hydrogel 3D cultures dérivées de patient GBM cellules exposition viabilité et prolifération tarifs comme, ou mieux, lorsque cultivées en standard gliomaspheres. Le système hydrogel permet également l’incorporation des peptides ECM-mimétique d’isoler les effets des interactions cellule-ECM spécifique. Les hydrogels sont optiquement transparents afin que les cellules vivantes peuvent être photographiées sur la culture 3D. Enfin, HA hydrogel cultures sont compatibles avec les techniques habituelles pour les analyses moléculaires et cellulaires, y compris les PCR, Western Blot et cryosectioning suivie par immunofluorescence souillant.

Introduction

Systèmes en trois dimensions (3D) culture récapitulent les interactions entre les cellules et leur matrice extracellulaire environnante (ECM) dans les tissus natifs mieux que leurs deux dimensions (2D) homologues1,2. Avancées en génie tissulaire ont donné lieu à des plates-formes de culture sophistiquée, 3D qui permettent une enquête contrôlée 1) Comment chimiques et physiques des composants des comportements cellulaires de matrice microenvironnement affect et 2) l’efficacité de nouvelles thérapeutiques stratégies pour un certain nombre de maladies, y compris les cancers2. Alors que les....

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Protocole

Tous les tissus humains collection étapes ont été effectuées en vertu de protocoles approuvés sur le plan institutionnel.

1. Thiolation d’acide hyaluronique

Remarque : Rapports molaires sont précisées en ce qui concerne le nombre total de groupes carboxylate, sauf indication contraire.

  1. À 10 mg/mL dans de l’eau déionisée, distillée (DiH2O) en autoclave stérilisé, erlenmeyer de 250 mL, dissoudre 500 mg de hyaluronate de sodium (HA, 500-750 kDa). Agiter la solution (~ 200 tr/min) à température ambiante pendant 2 heures dissoudre entièrement HA. Utiliser une barre de remuer et plaque d’agitation ....

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Résultats

Pour chaque lot de THIOLÉS HA, le degré de thiolation doit être vérifié à l’aide de la RMN du1H ou test d’un Ellman. HA modification selon la procédure décrite ici constamment génère environ 5 % thiolation (définie comme le rapport molaire des thiols de disaccharides HA) (Figure 1).

Mise en place de cette nouvelle plateforme culture exigera de chaque laboratoire pour effe.......

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Discussion

Génération de données reproductibles à l’aide de ce système de culture 3D nécessite : 1) conforme au lot thiolation de HA, 2) pratique pour atteindre efficace de mélange de précurseurs de l’hydrogel et de manipulation d’hydrogel pour éviter d’endommager les cultures et 3) optimisé ensemencement densité pour chaque lignée cellulaire utilisée.

Lorsqu’un pourcentage d’un poids particulier de HA est souhaitable dans l’hydrogel, le degré de thiolation d’HA détermine la densité de réticulation. Nous.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun intérêt financier concurrentes.

Remerciements

Ce travail a été soutenu financée par les NIH (R21NS093199) et prix de l’ARC de l’UCLA 3R. Nos remerciements vont au laboratoire du Dr Harley Kornblum pour la fourniture des lignées de cellules HK301 et HK157. Nous remercions également UCLA tissu pathologie Core laboratoire (TPCL) cryosectioning, laboratoire central de Advanced Light microscopie/spectroscopie (ALMS) dans California Nanosystems Institute (CNSI) à UCLA pour une utilisation de la microscopie confocale, UCLA Crump Institute for Imagerie moléculaire pour l’utilisation de système d’imagerie IVIS, UCLA moléculaire Instrumentation Center (MIC) pour prévoyant la fourniture d’instrumentation pour l’écoulement d....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
pH-mètreThermo FisherN/ATout pH-mètre sensible au pH 2-10
Plaque d’agitationThermo FisherN/AÉquipement de laboratoire général
Erlenmeyer (125mL)Thermo FisherFB-501-125
Thermo Fisher21-152-14
2LThermo FisherS01916
hyaluronane de sodiumLifecoreHA700k-5500-750 kDa gamme
1-éthyl-3-(3-diméthylaminopropyl) carbodiimide (EDC)Thermo FisherPI-22980
N-hydroxysuccinimide (NHS)sigma aldrich130672-5G
Acide chlorhydrique (HCl)Thermo FisherSA48-500
Hydroxyde de sodium (NaOH)Thermo FisherSS266-1
Dichlorhydrate de cystamineThermo FisherAC111770250
Dithiolthreitol (DTT)Thermo FisherBP172-25
Réactif de test d’Ellman (5-(3-Carboxy-4-nitrophényl)disulfanyl-2-nitrobenzoïque AcideSigma AldrichD218200-1G
Eau deutérée (oxyde de deutérium)Thermo FisherAC166301000
0,22 et micro ; m filtre à videCellTreat229706
Solution saline tamponnée au phosphate (PBS)Thermo FisherP32080-100T
Saline équilibrée de Hanks (HBSS)Thermo FisherMT-21-022-CV
4 bras-PEG-maleimideJenKem TechnologyA7029-1poids moléculaire environ 20kDa
4-armateurs-PEG-thiolJenKem TechnologyA7039-1poids moléculaire autour de 20kDa
L-Cystéine  ;sigma aldrichC7880-100G
RGD ECM peptide mimétiqueGenscript BiotechN/APeptide personnalisé avec séquence « GCGYGRGDSPG », N-terminal doit être acétylé
moules en siliconeSigma AldrichGBL664201-25EAUtilisez une lame de rasoir pour couper en morceaux
uniques milieu de culture completDiversDMEM/F12 (Thermofisher) avec supplément non sérique (G21 de GeminiBio), facteur de croissance épidermique 50ng/mL (Peprotech), facteur de croissance des fibroblastes 20ng/mL (Pepro Tech) et hépraïne 25µ ; g/mL (Sigma Aldrich), le milieu de culture varie selon les laboratoires
Cellule GBM dérivée du patientN/A/A
aiguilleBD305175
Seringue de 1 mlThermo Fisher14-823-434
Seringue de 10 mlBD medical302995
Tampon RIPAThermo FisherPI-89901
protéase/ inhibiteur de phosphatase mini comprimésigma aldrich5892970001
agitateur vortexThermo Fisher12-814-5Q
TrypLE expressThermo Fisher12604013
70µ ; Filtre à cellules mThermo Fisher22-363-548
ParaformaldéhydeThermo FisherAC416785000Dissoudre 4 % (p/v) dans le PBS, maintenir le pH 7,4
D-saccharoseThermo FisherBP220-1
Température de coupe optimale (O.C.T.) composéThermo FisherNC9373881
Incubateur de culture cellulaireThermo FisherN/A N’importequel Général avec 5 % de CO2 et 37C
réfrigérateur/congélateurThermo FisherN/ATout équipement de laboratoire général d’une capacité de -20C et -80C
Moules d’enrobage jetablesThermo Fisher12-20
LyapholizerLabconcoN/ATous Lyophilisateurs -105C
HEPESThermo FisherBP310-500
Flacon ambréKimble Chase60912D-2
Pointes de pipette à large orificeThermo Fisher9405120
2-méthylbutaneThermo Fisher03551-4
Glace carboniqueN/A/A
Tubes de dialyse Bécher en polypropylène Nmédicale N

Références

  1. Xiao, W., Sohrabi, A., Seidlits, S. K. Integrating the glioblastoma microenvironment into engineered experimental models. , (2017).
  2. Tibbitt, M. W., Anseth, K. S. Hydrogels as extracellular matrix mimics for 3D cell culture. Biotechnology and bioengineering. 103

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