כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבניית מודל תלת מימדי במבחנה של רירית חלל הצפק, המורכב מתאי מזותל אנושיים ראשוניים ופיברובלסטים בשכבות עם מטריצה חוץ-תאית, ככלי לחקירת הדבקה, פלישה והתפשטות של תאי סרטן השחלות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבניית מודל תלת מימדי במבחנה של רירית חלל הצפק, המורכב מתאי מזותל אנושיים ראשוניים ופיברובלסטים בשכבות עם מטריצה חוץ-תאית, ככלי לחקירת הדבקה, פלישה והתפשטות של תאי סרטן השחלות.
דפוס הגרורות של סרטן השחלות שונה באופן ניכר מזה של רוב גידולי האפיתל האחרים, מכיוון שהוא מתפשט לעתים רחוקות באופן המטוגני. במקום זאת, תאי סרטן השחלות שעברו פילינג מהגידול הראשוני נישאים על ידי נוזל הצפק לאתרים גרורתיים בתוך חלל הצפק. אתרים אלה, בעיקר הצפק הבטני והאומנטום, הם איברים המכוסים במשטח מרופד במזותל. כדי לחקור את תהליכי התפשטות סרטן השחלות, הרכבנו מערכת תרבית תלת מימדית מורכבת המשחזרת את רירית חלל הצפק במבחנה. פיברובלסטים אנושיים ראשוניים ותאי מזותל בודדו מאומנטום אנושי. לאחר מכן עורבבו הפיברובלסטים עם מטריצה חוץ-תאית וכוסו בשכבה של תאי המזותל האנושיים הראשוניים כדי לחקות את משטחי הצפק והאומנטל שבהם נתקלים תאי סרטן השחלות השולחים גרורות. המודל האורגנוטיפי המתקבל משמש, כפי שהוצג, לבחינת השלבים המוקדמים של התפשטות סרטן השחלות, כולל הידבקות של תאי סרטן, פלישה והתפשטות. מודל זה שימש במספר מחקרים כדי לחקור את תפקיד המיקרו-סביבה (תאית ותאית) בהפצת סרטן השחלות המוקדם. הוא גם הותאם בהצלחה לבדיקות סקר בתפוקה גבוהה ושימש לזיהוי ובדיקה של מעכבים של גרורות סרטן השחלות.
סרטן השחלות הוא הגידול הגינקולוגי הקטלני ביותר1. רוב החולים מאובחנים לאחר שהסרטן התפשט בכל חלל הצפק. לאחר שהסרטן התפשט בכל חלל הצפק, ניתוחים ציטורדקטיים וכימותרפיה לרוב אינם טיפול מספיק כדי למנוע הישנות סרטן ועמידות לכימותרפיה, וכתוצאה מכך שיעור הישרדות של פחות מ-30% ל-5 שנים. גרורות סרטן השחלות מוגבלות בעיקר לחלל הצפק, ומספר סוגי סרטן אחרים, כולל סרטן הקיבה, הלבלב והמעי הגס, שולחים גרורות לאותם אתרים אנטומיים בחלל הצפק. באופן כללי, תאי סרטן השחלות מתנתקים מהקרצינומה באתרה בחצוצרה או בגידול השחלות הראשוני, נעים בנוזל הצפק כתאים בודדים או ספרואידים, ונצמדים למשטחים מרופדים במזותל של האומנטום, המעי ודופן הבטן2.
המיקרו-סביבה של הגידול ממלאת תפקיד חשוב בהתקדמות המחלה ובעמידות לכימותרפיה בסוגי סרטן רבים3-6. חלל הצפק הוא מיקרו-סביבה ייחודית, עם חד-שכבת תא מזותל המכסה את רוב המשטחים (איור 1A)7. רירית המזותל פועלת כמחסום היוצר משטח בעל חיכוך נמוך, הנוטה להגן מפני הידבקות תאים סרטניים8. מיד מתחת למשטח מרופד במזותל זה נמצאת שכבה העשויה בעיקר מפיברובלסטים ומטריצה חוץ-תאית (ECM), המקדמים הידבקות ופלישה של תאים סרטניים8. תאי סרטן השחלות מפרישים גורמים הגורמים לשינויים ברירית תאי המזותל המשפרים את ההידבקות, הפלישה והגרורות של תאי סרטן השחלות9,10. תאי סרטן השחלות נצמדים למשטח המזותל באמצעות מנגנונים בתיווך אינטגרין ו-CD44 (איור 1B)11-16.
מבחינה היסטורית, פותחו מספר מודלים תלת-ממדיים כדי לחקור אינטראקציות של סרטן השחלות עם המיקרו-סביבה. חלק מהמודלים הראשונים חקרו ממשק סרטן השחלות-ECM17-21, תקשורת בין סרטן השחלות לתאי מזותל13,14,21-24, או שניהם25 (נסקר על ידינו 26). Niedbala et al. גילה שתאי סרטן השחלות מציגים הידבקות מהירה ומוצקה יותר ל-ECM מאשר לתאי מזותל או לפלסטיק בלבד25. עם זאת, מודלים אלה לא דמו מבחינה היסטולוגית למיקרו-סביבה הצפקית. לכן, הקמנו מודל אורגנוטיפי תלת מימדי כדי לשכפל בצורה יסודית יותר את המיקרו-סביבה של סרטן השחלות. על מנת להבין טוב יותר את תפקיד המיקרו-סביבה ואת האינטראקציה בין תאי סרטן ותאי צפק, פיתחנו מודל תלת מימדי של תרבית אורגנוטיפית במבחנה של רירית חלל הצפק (סכמטי באיור 1C). המודל המוצע מורכב מפיברובלסטים אנושיים ראשוניים ו-ECM, מכוסים בשכבה של תאי מזותל אנושיים ראשוניים - כל סוג תא מבודד מאומנטום אנושי. מבחינה היסטולוגית, מודל זה דומה לרירית הצפק או האומנטלית הרגילה, ומספק משטח שעליו אנו יכולים לחקור את המיקרו-סביבה של הגידול, את האינטראקציה בין תאים סרטניים לרקמה תקינה, ואת תהליכי ההדבקה, הפלישה וההתפשטות של תאי סרטן8.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל פרוטוקולי המחקר המתוארים נבדקו על ידי אוניברסיטת שיקגו Institutional Review Board (IRB). הסכמה מדעת שהתקבלה מכל מטופל לפני הניתוח והמחקר אושר על ידי אוניברסיטת שיקגו IRB. יש להשתמש בסוג בטיחות ביולוגית קבינט 2 וכפפות בעת טיפול רקמות אנושיות להגנה וכדי להפחית את הסיכון של זיהום תאים.
1. בידוד והתרבות של תאי סטרומה לא הותמר הראשיים
2. ציפוי Organotypic תרבות 8
3. הדבקה Assay 8
4. הפצת נשק Assay 10
5. פלישת Assay 8
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תרבות organotypic הורכבה על ידי הערבוב הראשון fibroblasts האנושי ראשוני עם אני סוג קולגן ולאחר מכן כיסה את התרבות הזאת עם 5 פעמים את מספר תאי mesothelial. התרבות הייתה טופחה במשך לפחות 18 שעות לפני תאי סרטן השחלות נוספו ללמוד הידבקות, פלישה או הפצה. כל assay חזר על עצמו עם מספר (n = 3-5) תרבויות 3D המתקבלות ממטופלים שונים ובארות רבות נבדקו בכל תנאים להידבקות (n = 5), ריבוי מבחני (n = 5) ופלישה (n = 3) . תאי סרטן השחלות דבקו בתרבות organotypic 3D לאחר 4 שעות (איור
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מודל organotypic של מייקרו-סביבת הצפק הוקם על מנת להעריך את התפקוד האישי וקולקטיבי (ים) של שני המרכיבים התאיים ומולדים של מייקרו-הסביבה בהפצת סרטן השחלות. הפרוטוקולים הספציפיים עבור ציפוי והתאמה אישי של תרבות organotypic 3D לחקור הידבקות תא סרטני, ופלישת השחלות מסופקים. תאים ראשוניים אדם omental mesothelial ופיברובלסטים בודדו מחולים ומשמשים במעבר מוקדם כדי לשמור על מורפולוגיה נורמלית ווריאצית מטופל. במודל זה, fibroblasts omental הנורמלי וECM (אני סוג קולגן בדרך כלל) היו שכבות עם m...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
אנו מודים לכל המתמחים והרופאים המטפלים, במיוחד לד"ר א.פ. הייני (אוניברסיטת שיקגו, המחלקה למיילדות וגינקולוגיה) על איסוף ביופסיות אומנטליות. כמו כן, אנו מודים לסטייסי טובין וגייל איזנברג על העריכה הקפדנית של כתב היד הזה. עבודה זו נתמכה על ידי Bears Care, מוטב הצדקה של מועדון הכדורגל שיקגו ברס, המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ מוחי (NINDS) R21 NS075702, והמכון הלאומי לסרטן מענק R01 CA111882 ל-E.L.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>1. בידוד ותרבית של תאים ראשוניים | |||
| PBS | Fisher Scientific | SH3001304 | |
| סכיני גילוח חד פיפיות פישר | סיינטיפיק | 12-640 | |
| 15 ס"מ צלחות תרבית | BD Biosciences | 353025 | |
| בקבוק זכוכית | ? | ? | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | Life Technologies | 16000044_3616914956 | |
| DMEM עם קורנינג L-גלוטמין | 10-013-CV | ||
| MEM ויטמינים | קורנינג | 25-020-Cl | |
| MEM חומצות אמינו לא חיוניות | קורנינג | 25-025-CI | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | קורנינג | 30-002-CI | |
| שייקר | Thermo-Fisher | MaxQ 4450 | |
| צנטריפוגה | Eppendorf | 5702 | |
| אינקובטור | Thermo-Fisher | Forma Series II חממת CO2 עם מעטפת מים דגם 3100 | |
| Trypsin EDTA, 1x (0.25%) | Corning | 25-053-CI | |
| Hyaluronidase | Worthington Biochemical | LS002592 | |
| T-75 Flasks | BD Biosciences | ||
| 353136 T-175 צלוחיות | BD Biosciences | 353112 | |
| טיפים לפיפט | Rainin | P2, P10, P20, P200 ו-P1000 | |
| טיפים | לפיפט | מסוננים P2, P10, P20, P200 ו-P1000 | |
| שם המגיב / ציוד | <חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | Comments/Description |
| 2. ציפוי תרבית תלת מימד | |||
| מונה תאים | Invitrogen | רוזנת | |
| רוזנת תא ספירת תאים שקופיות | Invitrogen | C10313 | |
| כתם כחול טריפן (0.4%) | Gibco | 15250-061 | |
| קולגן סוג I (זנב עכברוש) | BD Biosciences | 354236 | |
| צלחת 96 בארות, תחתית שקופה, BD שחור | Biosciences | 353219 | |
| שם המגיב / ציוד< / חזק | ><חזק >חברה < חזק > | <חזק >מספר קטלוגי < חזק > | <חזק >הערות / תיאור< חזק |
| ><חזק >3. בדיקת הדבקה | |||
| רב ערוצי פיפט | Eppendorf | Xplorer 300 | |
| תמיסת פרפורמלדהיד 4% ב-PBS | Santa Cruz Biotechnology | sc-281692 | |
| קורא צלחות | מכשירים מולקולריים | Minimax | |
| שם המגיב / ציוד< / חזק> | <חזק>חברה< / חזק> | מספר קטלוגי | הערות/תיאור |
| 5. מבחן פלישה | |||
| מוסיף תרבית תאים (8um, 24-well) | BD Biosciences | 353097 | |
| צמר גפן | Q-tips | צמר גפן | |
| מיקרוסקופ | Zeiss | Axiovert 200m | |
| Cell Profiler | נחלת הכלל | ||
| 24 באר צלחת | BD Biosciences | 353047 | |
| <חזק>שם המגיב / ציוד< / חזק > | <חזק >חברה < חזק > | <חזק >מספר קטלוגי < חזק > | <חזק >הערות / תיאור< חזק > |
| <חזק >6. נוגדנים | |||
| אנטי-אינטגרין ואלפא; V&BETA; 3 נוגדנים, שיבוט LM609 | EMD Millipore | MAB1976 | |
| בטא 1 | Oncosynergy | OS2966 | |
| Alpha 5 [CD49e] | ID Pharmingen | 555615 | |
| Beta 4 [CD104] | EMD Millipore | MAB 2058 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.