אנו מתארים את הקמתם של גידולים המעי הגס אורטוטופיים באמצעות הזרקה של תאים סרטניים או אורגנואידים לתוך cecum של עכברים הבידוד הבאים של תאים סרטניים במחזור (CTCs) מן המודל הזה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מתארים את הקמתם של גידולים המעי הגס אורטוטופיים באמצעות הזרקה של תאים סרטניים או אורגנואידים לתוך cecum של עכברים הבידוד הבאים של תאים סרטניים במחזור (CTCs) מן המודל הזה.
למרות היתרונות של תחולה קלה ויעילות עלות, מודלים עכברי תת עוריים יש מגבלות חמורות לא מדויק המדמה גידול ביולוגיה גידול תאים סרטניים. מודלים עכבר Orthotopic כבר הציג להתגבר על מגבלות אלה; עם זאת, מודלים אלה הם תובעניים מבחינה טכנית, במיוחד איברים חלולים כגון המעיים הגדולים. כדי לייצר גידולים אחידים אשר לגדול באופן אמין גרורות, טכניקות סטנדרטיות של הכנת תאים סרטניים הזרקה הם קריטיים.
פיתחנו מודל עכבר אורטוטופי של סרטן המעי הגס (CRC), אשר מפתחת גידולים אחידים מאוד וניתן להשתמש בו ללימודי ביולוגיה של הגידול, כמו גם ניסויים טיפוליים. תאים סרטניים משני גידולים ראשוניים, תאים דו מימדיים (2D) או תאים תלת מימדיים (3D) מוזרקים לתוך cecum, בהתאם לפוטנציאל הגרורתי של תאים סרטניים מוזרקים, יוצרים גידולים גרורתיים מאוד. בנוסף,CTCs ניתן למצוא באופן קבוע. אנו מתארים כאן את הטכניקה של הכנת תאים סרטניים משני שורות תאים דו-ממדיים ואורגנואידים תלת-ממדיים, כמו גם ברקמת הגידול הראשית, טכניקות ההזרקה וההזרקה, כמו גם בידוד של CTCs מן העכברים הנושאים גידולים, ומציעים עצות לפתרון בעיות.
סרטן המעי הגס (CRC) הוא אחד הגורמים השכיחים ביותר למוות סרטן במדינות מערביות. 1 בעוד הגידול הראשוני יכול לעיתים קרובות להיות resected, את התרחשות גרורות רחוקות באופן דרמטי מחריף את הפרוגנוזה ולעתים קרובות מוביל למוות. 2 , 3 מתאם ביולוגי של גרורות הוא מחזורי תאים סרטניים, אשר לנתק מן הגידול, לשרוד במחזור, לצרף את אפיתל באיבר היעד, לפלוש לאיבר ובסופו של דבר להתגבר על נגעים חדשים. 4 למרות שמדובר בחומר CTC ידוע בעל רלוונטיות פרוגנוסטית, 5 , 6 , 7 , 8 , 9 הביולוגיה שלהם מובנת חלקית רק כתוצאה מן הנדירות הקיצונית שלהם ב- CRC. 10
מודלים עכבר הם לא חזקOol ללמוד היבטים שונים של ביולוגיה של סרטן. מודלים קלאסיים, תת עוריים מיוצרים על ידי הזרקה תת עורית של תאים סרטניים לעכברים הנמענים, אשר יכול להיות גם immunocompetent (אם תאים סרטניים Murine syngeneic משמשים) או immunodeficient. מודלים גידול תת-עוריים הם זולים ומייצרים נתונים במהירות; צמיחת הגידול של נקודת הסיום שלהם יכולה להיות נמדדת בקלות ובלא פולשניות. עם זאת, 88% של תרכובות חדשות שהפגינו פעילות אנטי-סרטנית במודלים כאלה נכשלות בניסויים קליניים. 11 זה בחלקו בשל הבדלים בין בני-אדם בין עכברים לעכברים; עם זאת, חלק גדול של כישלון זה נובע ערך מנבא נמוך של מודלים עכבר תת עורית.
מודלים עכבר Orthotopic, שבו תאים סרטניים מוזרקים לתוך איבר המוצא ובכך לגדול microenvironment המקורי שלהם, ולכן משמשים יותר ויותר במחקר סרטן. 11 , 12 , 13 , 14 מודלים אורתופטיים לא רק לדמות את התנאים גידול הגידול המקומי; כתוצאה מהאתר האנטומי של גידול הגידול, מודלים של עכבר אורטוטופיים מאפשרים גם סימולציה מציאותית של גרורות, ולכן הם משתמשים כדי לחקור את הביולוגיה של CTC 8 , 15 , 16 או את תגובתם לטיפולים שונים ב- CRC. 13 , 17
החיסרון העיקרי של מודלים עכבר אורתוטופיים היא המורכבות הטכנית שלהם. בהתאם האיבר שבו תאים להיות מוזרק, עקומת למידה עד הנסיין הוא מסוגל לגדל גידולים לשחזור הוא ארוך למדי. זה במיוחד חל על מודלים של סרטן המעי הגס, כמו תאים סרטניים צריך להיות מוזרק לתוך דופן המעיים, אשר לעתים קרובות התוצאות ניקוב, דליפת תא הגידול או הפסד endoluminal תא הגידול. זהRticle מיועד לתאר את השיטה של הכנת תאים דגימות רקמה ראשונית, שורות תאים 2D ותרבות אורגנואידית 3D הזרקתם לתוך cecum של עכברים. הטכניקה המתוארת כאן מוביל לגידולים אחידים מאוד, בהתאם לביולוגיה הגידול של קו התא המשמש להזרקת, היווצרות של גרורות מרוחקות ו CTCs בעכברים הנמען. 15
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ניסויים בבעלי חיים שהוצגו כאן נבדקו באופן עצמאי והותר על ידי מוסד וועדת טיפול בבעלי חיים ושימוש בבעלי חיים ונערכו על פי הנחיות הפדרציה של המעבדה למדעי בעלי חיים (FELASA). כל האמצעים האפשריים נלקחו כדי למזער את הסבל כולל הרדמה ומשכך כאבים או, אם יש צורך, המתת חסד מוקדמת.
1. הכנת תאים ואורגנואידים
הערה: השתמש בנפח של 20 μL עם 100,000 תאים עבור כל זריקה. השתמש במטריצה קרום במרתף (BMM) על מנת למנוע דליפה ו להבטיח הזרקת סטנדרטי. על מנת להבטיח תוצאות לשחזור, לנהל מבחני אימות קו התא ( למשל , באמצעות פרופיל STR) במרווחי זמן קבועים.
2. דגם עכבר Orthotopic
3. בידוד של תאים סרטניים במחזור מ דוגמאות דם מלא
הערה: השגת דם על ידי לנקב קרדיאלי עור על עכברים מורדמים, ואחריו המתת חסד. באופן אידיאלי, 1000 μL של דם נמשכים לתוך מזרק prefilled עם μL 100 של נוגדי קרישה (חומצה Ethylenediaminetetraacetic (EDTA) או הפרין). השתמש אנטי אנושי, EpCAM (דלקת תא אפיתלמולקולה) נוגדן כדי לזהות את CTCs. זה עובד טוב מאוד אם אנושיים שורות תא אפיתל משמשים את המודל העכבר. עבור מכשירים אחרים, נוגדנים שונים עשויים להיות נדרשים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מוצלח לשעתקו של גידולים המעי הגס במודל זה באופן ביקורתי תלוי הזרקת מדויק של תאים ללא דליפה או דליפה. אם זה הושג, מודל זה הוא אמין מאוד ורק לעתים רחוקות תוצאות ההפצה הצפק מלאכותית. קינטיקה הצמיחה של גידולים כמו גם דפוסי ההפצה שלהם תלויים בביולוגיה של אורגנואידים בשימוש ותאים. 15 בעוד HCT116 תאים גרורות באופן אמין לכבד במודל זה, SW620 תאים טופס גידולים אורטוטופיים, אבל לא גרורות. 15
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למרות הפעילות המוכחת שלהם במודלים עכבריים תת-עוריים, הרוב הגדול של המרכיבים החדשים נכשל בניסויים קליניים ומעולם לא הגיע למרפאה. 11 זה חוסר ברור של מודלים עכבר תת עוריים כדי לדמות במדויק את הביולוגיה ואת דפוסי הצמיחה של גידולים הובילה לפיתוח מודלים עכבר orthotopic מבוסס על הזרקה של תאים סרטניים ישירות לתוך האיבר המקורי.
מודלים עכבר Orthutic מסוגלים לדמות את הביולוגיה והפצה של גידולים מוצקים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לגלות.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המחקר הגרמנית (WE 3548 / 4-1) ו- Roland-Ernst-Stiftung for Gesundheitswesen (1/14).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>תרבית תאים מדיה ורכיבים | |||
| מתקדם DMEM F12 | Invitrogen | 12634010 | DMEM/ F12 +++ HEPES בינוני |
| (1 מ') | Life Technologies GmbH | 15630056 | DMEM/ F12 +++ תוסף |
| גלוטמקס-I בינוני (200 מ"מ) | Life Technologies GmbH | 35050038 | DMEM/ F12 +++ |
| בינוני פניצילין/ סטרפטומיצין (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | DMEM/ F12 +++ מדיום |
| DMEM | Life Technologies GmbH | 61965026 | מדיום בסיסי של קווי תאים דו-ממדיים (DMEM/10% FCS) |
| סרום עגל עוברי (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | מדיום בסיסי של קווי תאים דו-ממדיים (DMEM/10% FCS) |
| TrypLE Express מאגר דיסוציאציה אנזימטי | Life Technologies GmbH | 12604021 | |
| מטריצת ממברנת הבסיס של מטריג'ל (BMM, ללא פנול אדום) | CORNING B.V. Life Sciences | 356231 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered | Saline Life Technologies GmbH | 14190169 | |
| Trypsin-EDTA (0.25%, פנול-אדום) | Life Technologies GmbH | 25200072 | |
| צלחות 6/48 בארות עם מכסה | CORNING | 3516/3548 | |
| בקבוק תרבית תאים 75 ס"מ², 250 מ"ל | VWR International GmbH | 734-2066 | |
| בקבוק תרבית תאים 150 ס"מ&, 600 מ"ל | צינורות קורנינג 355001 מדעי | ||
| 1,5 מ"ל / 2 מ"ל | Sarstedt AG & Co. | 72.706.400/ 72.695.400 | |
| 15 מ"ל, 50 מ"ל צינורות צנטריפוגה | Greiner-Bio-One GmbH | 188271/227270 | |
| TC10 שקופיות ספירה (למכונת ספירה TC20) | Bio-Rad Laboratories GmbH | 1450016 | |
| פיפטות פסטר (זכוכית, 150 מ"מ) | Fisher Scientific GmbH | 11546963/ FB50251 | נמשכות דק באמצעות מבער בונסן |
| gentleMACS Dissociator | Miltenyi Biotec | 130-093-235 | להכנת רקמת גידול ראשונית |
| MACSmix Tube Rotator | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | להכנת רקמת גידול ראשונית |
| gentleMACS C Tubes | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | להכנת רקמת גידול ראשונית |
| ערכת דיסוציאציה של גידול אנושי | Miltenyi Biotec | 130-095-929 | להכנת רקמת |
| גידול ראשוניתפלקון 70 ומיקרו; m מסננת תאים | Corning B.V. מדעי החיים | 352350 | להכנת רקמת גידול ראשונית |
| שם | חברה | Catalog Number | Comments |
| Surgical Equipment | |||
| Sevoflurane | AbbVie Germany GmbH & Co. KG-Medical | ||
| oxygen | Air Liquide Medical GmbH-Buprenorphine | ||
| Temgesic-Bepanthen | |||
| - משחה אופטית | Bayer Vital GmbH | 10047757 | |
| תמיסת מלח רגילה 0.9% (E154) | Serumwerk Bernburg AG | 10013 | |
| Aqua ad Injectabilia | Braun | 235144 | |
| מזרק 1 מ"ל (ללא נפח מת) - Injekt-F SOLO | Braun/neoLab | 194291661 | |
| מחט הזרקה 30G | BECTON DICKINSON | 304000 | |
| ספוגיות תאית | Lohmann & Rauscher Deutschland | 13356 | |
| מיקרו-אדסון מלקחיים | FST - כלים מדעיים עדינים | 11018-12 | |
| מספריים איריס - ToughCut | FST - Fine Science Tools | 14058-11 | |
| מחזיק מחט Olsen-Hegar | FST - Fine Science Tools | 12002-12 | |
| AutoClip Kit | FST - Fine Science Tools | 12020-00 | |
| PDS Z1012H 6/0 C1 (כירורגי תפר) | ג'ונסון & ג'ונסון רפואי GmbH | Z1012H | |
| מכונת הרדמה מחקר שולחני עם שטיפה O2 ומכשיר אידוי Sevoflurane | Parkland Scientific | V3000PS/PK | |
| משאבת UltraMicro עם בקר Micro4 | דיוק עולמיים | UMP3-4 | להזרקה אורתוטופית מבוקרת מאוד |
| מתג רגליים עבור בקר SYS-Micro4 | דיוק עולמיים | 15867 | ציוד להזרקה אורתוטופית מבוקרת מאוד |
| מיקרומניפולטור ידני תלת צירי | מכשירי דיוק עולמיים | M325 | ציוד להזרקה אורתוטופית מבוקרת מאוד |
| מעמד מגנטי למיקרומניפולטור | מכשירי דיוק עולמיים | M10 | ציוד להזרקה אורתוטופית מבוקרת מאוד |
| לוחית בסיס פלדה למעמד מגנטי M10 | מכשירי דיוק עולמיים | 5479 | ציוד להזרקה אורתוטופית מבוקרת במיוחד |
| פלטה חמה 062 | Labotect | 13854 | |
| Isis - מכונת גילוח | לשיער AESCULAP - | ||
| Parkland Scientific | VS-2Z | ||
| שם | Company | Catalog Number | Comments |
| CTC isolation | |||
| EDTA | Roth | 8040.1 | |
| צפיפות שיפוע בינוני – Ficoll | StemCell - Lymphoprep | 7801 | |
| Alexa Fluor 488 אנטי אנושי CD326 (EpCAM) שיבוט נוגדנים 9C4 | BioLegend | 324210 | |
| Alexa Fluor 488 Anti-mouse CD326 (EpCAM) שיבוט נוגדנים G8.8 | BioLegend | 118210 | |
| צלחת פטרי, ø 60 x 15 מ"מ, 21 ס"מ², Vent | Greiner bio-one | 628102 | |
| מיקרוסקופ תרבית תאים פלואורסצנטיים | Leica | ||
| Transferman 4r Micromanipulator | Eppendorf | ||
| CellTram Air | Eppendorf | משאבת שאיבה המחוברת למיקרומניפולטור | |
| Dmz Universal Microelectrode Puller | Dagan Corporation | הנדרשת לייצור מיקרו נימים לשאיבת תא בודד | |
| נימי זכוכית פריזמה | תאגיד דגן | ||
| עט PAP | Abcam | ab2601 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered | Saline Life Technologies GmbH | מאגר איסוף | 14190169 |
| סרום עגל עוברי (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | מאגר איסוף |
| פניצילין/סטרפטומיצין (PenStrep) | Life Technologies GmbH | מאגר איסוף 15140122 | |
| EDTA | Roth | 8040.1 | מאגר פיקינג |
| <חזק>שם | <חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | ><חזק>הערות |
| <חזק>אימונוהיסטוכימיה | |||
| שיבוט נוגדנים אנטי-אנושי מטוהר CD326 (EpCAM) 9C4 | BioLegend | 324201 | EpCAM אימונוהיסטוכימיה (ראה, איור 2C) |
| HRP ארנב אנטי עכבר IgG | Abcam | ab97046 | EpCAM אימונוהיסטוכימיה (cf, איור 2C) |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.