Patients physiologiques dérivés sphéroïdes 3D pour le dépistage des médicaments anti-néoplastiques pour cibler les cellules souches cancéreuses

Michael E. Bregenzer; Ciara Davis; Eric N. Horst; Pooja Mehta; Caymen M. Novak; Shreya Raghavan; Catherine S. Snyder; Geeta Mehta

doi:10.3791/59696

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Article de méthode

Patients physiologiques dérivés sphéroïdes 3D pour le dépistage des médicaments anti-néoplastiques pour cibler les cellules souches cancéreuses

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DOI :

10.3791/59696

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5 juillet 2019

Michael E. Bregenzer^*¹ , Ciara Davis^*¹ , Eric N. Horst^*¹ , Pooja Mehta^*² , Caymen M. Novak^*¹ , Shreya Raghavan^*² , Catherine S. Snyder^*² , Geeta Mehta¹^,²^,³^,⁴

¹Department of Biomedical Engineering, University of Michigan, ²Department of Materials Science and Engineering, University of Michigan, ³Rogel Cancer Center, School of Medicine, University of Michigan, ⁴Macromolecular Science and Engineering, University of Michigan

^* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Ce protocole décrit la génération des sphéroïdes patients-dérivés, et l'analyse en aval comprenant la quantification de la prolifération, l'essai de cytotoxicité, la cytométrie de flux, la coloration d'immunofluorescence et l'imagerie confocale, afin d'évaluer le médicament potentiel des candidats en tant que thérapeutique anti-néoplastique. Ce protocole soutient la médecine de précision avec l'identification de médicaments spécifiques pour chaque patient et stade de la maladie.

Résumé

Dans ce protocole, nous décrivons la procédure pour la génération des sphéroïdes de tumeur dans les gouttelettes de 384-puits pendantes pour permettre le criblage à haut débit des thérapies anticancéreuses dans un microenvironnement physiologiquement représentatif. Nous décrivons la formation des sphéroïdes dérivés de cellules souches de cancer de patient, aussi bien que, la manipulation de ces sphéroïdes pour l'analyse complète suivant le traitement de drogue. Plus précisément, nous décrivons la collection de la morphologie sphéroïde, la prolifération, la viabilité, la toxicité des médicaments, le phénotype cellulaire et les données de localisation cellulaire. Ce protocole se concentre fortement sur les techniques d'analyse qui sont facilement mises en œuvre à l'aide de la plate-forme de 384 puits de chute suspendue, ce qui le rend idéal pour le dépistage des médicaments à haut débit. Bien que nous soulignions l'importance de ce modèle dans les études sur le cancer de l'ovaire et la recherche sur les cellules souches du cancer, la plate-forme de 384 puits est propice à la recherche sur d'autres types de cancer et modèles de maladies, étendant ainsi l'utilité de la plate-forme à de nombreux domaines. En améliorant la vitesse du dépistage personnalisé des médicaments et la qualité des résultats du dépistage grâce à des cultures 3D facilement représentatives sur le plan physiologique, cette plate-forme devrait faciliter le développement de nouvelles thérapies et de cultures spécifiques aux patients. d'un impact clinique de grande envergure.

Introduction

La mortalité liée au cancer dans le monde a atteint un bilan de 9,8 millions de décès en 2018¹, soulignant la nécessité de développer des thérapies améliorées. Malheureusement, le coût du développement de médicaments contre le cancer augmente, la mise au point d'un seul médicament coûtant environ 650 millions de dollars US² indiquant la nécessité d'améliorer les stratégies pour mettre au point de nouveaux médicaments anticancéreux. Les cellules souches cancéreuses (CSC), qui sont caractérisées par une chimiorésistance accrue³, la capacité d'auto-renouvellement, et la capacité de semer de nouvelles....