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Tissus de tumeurs solides, y compris le cancer du poumon, présentent une hétérogénéité génétique et phénotypique et hébergent des micro-environnements complexe1,2. L’interaction entre les cellules tumorales et leur influence microenvironnement environnants sur drogues mécanismes de sensibilité et résistance3. Cela met en évidence la nécessité pour les modèles précliniques qui peuvent modéliser avec précision la complexité biologique et fonctions agissant dans les tumeurs natives. Précision de coupe tranches immédiatement dérivées de tumeurs fraîches constituent une ressource unique, car ils ont une capacité principale pour représenter en vivo biologie, au moins pour une courte fenêtre de temps, y compris les phénotypes spatialement distribuées dans une tumeur individuelle. Réséqués tumeurs cliniques sont l’un des quelques spécimens personnalisés peuvent être obtenus par un patient atteint de cancer, et leur usage diagnostique mérite un examen.
L’histoire de l’organotypique cultures remonte au début du 19e siècle, lorsque les tumeurs intracrâniennes humaines étaient taillés à la main en morceaux de tissus et d’élevage à l’aide de ce qu’on appelle pendaison méthode drop. Fragments de tissus étaient attachés à un lamelle couvre-objet et autorisés à puiser dans hépariné plasma humain, après quoi les lamelles ont été inversés, scellés et cultivées pendant plusieurs semaines4. Découper manuellement tumeur morceaux ont été cultivées en utilisant une variété d’autres méthodes, telles que les caillots plasma5, dans des milieux liquides6, ou sur 0,45 µm de porosité de filtres de taille6. Le terme « organotypic » a été tout d’abord utilisé en 1954, dans une étude sur la différenciation rétinienne du poussin embryon œil7. Elle a été suivie d’études qui utilisaient des explants de tissus pulmonaires et cardiaques dérivées d' embryons de poussins8et des explants de cerveau de rats adultes9.
Tranchage de diverses méthodes ont été décrites, à savoir manuel choppers10,11, Krumdieck tissu trancheuse12,13et vibratomes11,14,15, 16. La coupeuse de tissu Krumdieck génère des noyaux de tissu cylindrique, qui est ensuite coupées en tranches de tissu circulaire à l’aide d’un microtome. Un vibratome, en revanche, utilise un microtome de lame vibrante. Dans une étude sur les tranches de foie, il a été démontré que le vibratome Leica génère plusieurs sections reproductibles et cohérentes par rapport à la Krumdieck trancheuse15. Épaisseur de tranche allant de 250 à 500 µm ont été utilisés, et études font état de maintien de la viabilité et les caractéristiques morphologiques même jusqu'à 16 jours14,10,17,18. Cependant, les tumeurs ont des profils métaboliques variables pouvant affecter les besoins en éléments nutritifs et paramètres tels que la rigidité et la matrice de composition du tissu peuvent influer sur l’aération et flux des éléments nutritifs. Il est donc probable que chaque type de tissu nécessite optimisation des conditions de tranchage et de la culture.
Méthodes culturales différentes ont été utilisées pour soutenir les cultures tranche : J’ai) culture stationnaire interphase, aussi appelée support stagnante culture dans lesquels les tranches sont placés sur le dessus un insert membrane poreuse semi immergé dans le milieu de culture. À cet égard, le haut des tranches est exposé à l’air, tandis que le fond est additionné de nutriments via l’insertion poreux14,19; II) la méthode de la truelle, développée à l’origine d’organes entiers de la culture ou des tranches de tissu embryonnaire. À cet égard, tranches sont placés sur le dessus un drap en coton ou un filtre pris en charge par une grille en métal, et le filtre est trempé dans le milieu de culture. Pour garder les tissus humides, une mince couche de médium est ajoutée sur le dessus les tranches de20,21,22. Ces deux premiers est soi-disant cultures interphase air liquide ; III) rouleau tube cultures, où tranches sont placées dans le côté plat d’un tube en plastique contenant le support, et rotation lente tube veille à ce que le tissu est recouvert de moyenne pendant la première partie d’un cycle, ou aéré pendant le deuxième23; IV) unités d’incubation tournante, dans lesquelles les tranches sont exposés par intermittence au milieu avec les nutriments et l’aération. Différent de tubes roulés, dans cette méthode tranches sont placés sur le dessus de titane poreux grilles placées dans des boîtes de 6 puits avec milieu de culture24.
Tranches de tissus provenant de tumeurs solides réséquées logiquement présentes un modèle attrayant ex vivo permettant de tester la réponse au traitement des agents anticancéreux, car ils permettent l’évaluation de la viabilité, ciblé l’activité parcours et profils moléculaires d’une tumeur spécifique en présence de son microenvironnement tumeur native. Toutefois, afin de déterminer si les réponses de drogue mesurées dans des tranches de tumeur sont prédictifs d’in situ les réponses, il est important de déterminer dans quelles mesure tissu tranches préserver spécifique des fonctions biologiques telles que la prolifération des cellules, la différenciation des cellules spécifiques histopathologie ou activités de signalisation oncogéniques. L’impact des contraintes mécaniques induites au cours de la préparation de tranche, tranche manutention ou adaptations induites par la culture sur la qualité et les fonctions biologiques des tranches de tissus sont des questions fondamentales, étroitement liées à la capacité de mettre en œuvre dérivées de tumeurs tranches pour diagnostic fonctionnel.
Notre projet de consortium financé par IMI PREDECT (http://www.predect.eu) énonce à l’adresse systématiquement ces questions fondamentales, en étudiant les explants tranche d’une variété de sources. En utilisant des tranches dérivés des modèles de cancer du sein, la prostate et du poumon, cet effort commun utilisé afficheurs qualitatives ainsi que quantitative hématoxyline et lectures d’éosine (H & E) - basé pour démontrer une exigence pour l’oxygène atmosphérique et filtre stagnante supports pour maintenir la viabilité des tranches cultivés jusqu'à 72 h. En outre, analyses d’immunohistochimie (IHC) sur des tranches a révélé des gradients de viabilité intra-tranche, mis en évidence que les gradients de nécrose en tranches provenant de souris non à petites cellules cancer du poumon (NSCLC), récepteurs de œstrogènes (ER), HIF1α et γH2AX 25tranches de dégradés dans des tranches de cancer du sein, ou androgènes récepteurs (AR) expression dégradés dans le cancer de la prostate. Fait intéressant, les gradients de viabilité intra-tranche dans les cultures de 24h de NSCLC murin ont été secourus par culture dans une unité rotative d’incubation, et notre étude récente a montré que la viabilité a été étendue à 72 h26. Particulièrement le côté supérieur est resté plus viable26, soutenant que les analyses de réaction de drogue sur les tranches soient effectuées mieux sur ce côté du tissu.
Même s’il reste une question quant à la façon loin tranches de tissus peuvent récapituler in situ les fonctions de la tumeur, ils ont été largement utilisés pour tester les réactions aux agents anticancéreux, y compris les médicaments ciblés, des anticorps monoclonaux et des agents de chimiothérapie 10,11,13,14,18,27. Nous avons montré récemment que murins tranches NSCLC montrent des changements dynamiques dans la prolifération et tranches d’oncogènes activités signalisation après culture comparativement pour fraîchement coupé 0 h26. Cela indique qu’il est important d’examiner si les fonctions biologiques ciblés in situ sont correctement conservées pendant la culture, avant les études de perturbation. Malgré ces constatations, nous avons montré que les tranches de tumeur peuvent modéliser réponse spatiale aux thérapies ciblées, au milieu de la drogue traitements restent brèves (24h) et sont initiées au début de la mise en culture26. Le protocole suivant décrit les aspects importants de validation à la mise en place et l’analyse des cultures de tranche de tumeur, avant leur application dans le dépistage des drogues pharmacologiques.