מחקר על אסטרטגיות טיפול teratomas נגזר תאי גזע pluripotent חשוב התרגום קלינית של טיפול בתאי גזע. כאן, אנו מתארים לפרוטוקול, ראשית, להפיק תאי גזע-derived teratomas בעכברים ולאחר, מכן, ל סלקטיבי היעד ולטפל ויוו שימוש בעוצמה קטנה-חיה של גידולים אלה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מחקר על אסטרטגיות טיפול teratomas נגזר תאי גזע pluripotent חשוב התרגום קלינית של טיפול בתאי גזע. כאן, אנו מתארים לפרוטוקול, ראשית, להפיק תאי גזע-derived teratomas בעכברים ולאחר, מכן, ל סלקטיבי היעד ולטפל ויוו שימוש בעוצמה קטנה-חיה של גידולים אלה.
המספר הגדל והולך של קורבנות של "תאי גזע תיירות," השתלת ללא פיקוח של תאי גזע ברחבי העולם, העלה חששות לגבי הבטיחות של השתלת תא גזע. למרות השתלת של הבדיל ולא התאים מובחן הוא מנהג נפוץ, teratomas יכול עדיין לנבוע הנוכחות של תאי גזע מובחן שיורית בזמנו של השתלה או של מוטציות ספונטניות הבדיל תאים. כי תאי הגזע טיפולים מועברות לעיתים קרובות לאתרים רגישים מבחינה אנטומית, גידולים קטנים אפילו יכולה להיות הרסנית קלינית, וכתוצאה מכך עיוורון, שיתוק, הפרעות קוגניטיביות, בתפקוד הלב וכלי הדם. גישה כירורגית באתרים אלה עשוי גם להיות מוגבל, עוזב חולים עם כמה אפשרויות טיפוליות. שליטה תאי גזע התנהגות בלתי הולמת, לפיכך, הוא קריטי עבור התרגום קלינית של טיפול בתאי גזע.
קרינה חיצוני קרן מציע אמצעי יעיל של העברת טיפול ממוקד כדי להקטין את הנטל טרטומה תוך מזעור הפגיעה סביב האיברים. בנוסף, שיטה זו מונע מניפולציה גנטית או ויראלי התמרה חושית של תאי גזע-אשר משויכים חששות יעילות ובטיחות קליניים נוספים. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול ליצירת teratomas נגזר תאי גזע pluripotent בעכברים וכדי להחיל חיצוני קרן הקרנות באופן סלקטיבי ablate ויוו גידולים אלה.
ההתפתחות של תאי גזע טיפולים התחדשות רקמות נתקל מספר מחסומים בעשרות השנים האחרונות, פוגעות המאמצים לפריסה קליניים יעיל. משוכות אלה כוללים שמירה תא המסכן באתרים של משלוח, תאי הגזע immunogenicity פוטנציאל אמצעים teratomas טופס1. Tumorigenicity הוא של דאגה קלינית מסוימת כמו זה עלולים להזיק לתאי גזע להשתלות נמענים2. חשבונות היווצרות גידול עקב הזרקת תאי גזע ללא פיקוח כבר דווחו מספר הגדרות קליניים3,4,5. פוטנציאל היווצרות טרטומה הוא ביותר לעתים קרובות ציטט את הדאגה קליניים בהתפתחות תאי גזע (PSC) pluripotent יש הביא עיכובים וביטולים של מספר בעלי פרופיל גבוה בתאי גזע עובריים (ESC) וכן המושרה תא גזע pluripotent (iPSC) ניסויים6,7,8,9. לפיכך, יש צורך דחוף חקירה translational ייעודי לקראת מתן טיפול מתאים, צריך להיווצר גידולים iatrogenic אלה.
נכון להיום, רוב אסטרטגיות כדי לשלוט התנהגות בלתי הולמת תאי גזע התמקדו הפחתת מספר מגירסה tumorigenic פוטנציאליים2,10. למרבה הצער, רק מספר קטן של תאים שיורית (למשל., עונה 1 פרק 104 -עונה 1 פרק 105 תאים11) דרוש עבור טרטומה המרמזת, רחוק מתחת לגבול זיהוי צוטט על ידי מבחני זמין כעת12, 13. מגבלות אחרות של באמצעות שיטות preseparation אלה כוללים יעילות נמוכה, הוצאות גבוהות, הסתמכות על המתלים מתא בודד יכול להיות לא מתאימות גישות הנדסת רקמות חדשות יותר, ירידת ערך פוטנציאלית של התא הישרדות, engraftment.
מחקרים מעטים עסקו אפשרויות טיפול בעקבות היווצרות טרטומה. אולי האסטרטגיה ביותר למד היטב הוא שילוב של "התאבדות" גנים לתוך תאי גזע14,15. שיטה זו כרוכה מניפולציה גנטית תאי גזע לשלב של ג'ין inducible אפופטוזיס-הפעלת כי יכול להיות מופעל על ידי גירוי תרופתי postinjection, ובכך מספק גישה הצלה אם מוזרק מפרישים teratomas. גישה זו, עם זאת, סובל חסרונות משמעותיים, כולל את המטרה השפעות שינויים גנטיים של מגירסה ואת הפוטנציאל התפתחות הדרגתית של ההתנגדות סמים16. בגישה דומה מנצל מולקולות קטנות כדי לגרום מוות תאי סלקטיבי של מגירסה דרך עיכוב של מסלולים אנטי-מוות17. קבוצות אחרות בוחר תא מות מגירסה באמצעות נוגדנים נגד סמני פני השטח pluripotency, כגון podocalyxin, כמו חלבון-1 (PODXL)18. העיתוי של מולקולה קטנה או נוגדן משלוח עומד יש השפעה משמעותית על הפוטנציאל הטיפולי מגירסה אם נמסר מוקדם מדי, אולי חוסר יעילות טיפולית אם נמסר מאוחר מדי. בנוסף, ההשפעות מערכתית של מולקולות קטנות, נוגדנים להשתמש בצורה הזאת לא נחקרו.
גישה אלטרנטיבית לטיפול גידולים אלה מסתמך על באמצעות טיפול קרינתי חיצוני קרן (EBRT). EBRT הוא אחד שהאפנות העיקריים מועסקים כיום הטיפול של גידולים מוצקים19. חידושים EBRT, כולל הפיתוח של קרן פרוטונים ו סטיאוטטי radiosurgery, אפשרו מיקוד משופרת של מבנים פתולוגי תוך הימנעות נזק הרקמות, שהופך EBRT קונפורמית אידיאלי עבור מיעון תפלצת היווצרות מבנים רגישים מבחינה אנטומית20. בנוסף, שיטה זו מונע את מניפולציה גנטית או ויראלי התמרה חושית של תאי גזע, אשר הם שניהם כרוך בטיחות קלינית נוספת, היעילות נוגע15. לבסוף, ההתקדמות מיקרו-irradiators הפעלת היישום של EBRT מכרסמים21.
במאמר זה נדגים כיצד ליצור מודל קטן-חיה היווצרות טרטומה באמצעות הזרקת iPSCs אנושי בעכברים. ואז נראה איך ליישם EBRT באופן סלקטיבי להשמיד גידולים אלה ויוו עם מינימום נזק לרקמות. גישה זו מספקת טיפול ממוקד teratomas נגזר PSC תוך הימנעות ההשפעות את המטרה של המשלוח מערכתית של מולקולות ביולוגיות, פפטידים מניפולציה גנטית של מגירסה. למטרות לניסויים קליניים, אנו מציעים שלב אופציונלי כדי מגלי תאי גזע עם הגנים כתב כדי לעקוב אחר הגידול בתגובה הקרנות באמצעות ביולומינסנציה הדמיה (בלי).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ניסויים בבעלי חיים זו אושרה והופיע תחת ועדת הבדיקה מוסדיים והפאנל ניהול על מעבדה חיה אכפת באוניברסיטת סטנפורד.
1. תא תרבות של iPSCs
2. התמרה חושית של iPSCs עם גנים כתב כפול-fusion
3. השתלת של מגירסה לאגף הגבי של היווצרות טרטומה בעכברים Immunodeficient
4. ביולומינסנציה הדמיה (בלי) של התאים המושתלים להעריך הישרדות Cell וצמיחה תפלצת
5. תפלצת הקרנה באמצעות של פרה תמונה מונחה בעוצמה (איור 1)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עכברים מוזרק בדרך כלל תדגים טרטומה היווצרות צמיחה לאחר 4-8 שבועות, כפי שאושר על-ידי מתה על הדמיה (איור 2). גידולים יתכווץ באופן משמעותי כאשר מוקרן עם מנה מצטברת של Gy 18 בהתחשב חודש לאחר הלידה תא, וכתוצאה מכך ירידה משמעותית אות לוציפראז (איור 2). חשוב, רקמות רגילה לקחת 5 מ מ מאתר לקרינה אינן מופיעות יש נזק משמעותי (איור 3).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מקרים אנקדוטיים קורבנות של "תאי גזע תיירות" ונתונים פרה לאשר הסיכון לפתח teratomas הוא חיסרון רציני המשויך PSC טיפולים23. פיתוח של גישות זהיר כדי למנוע ולטפל שהסיכון אמצעים תאי טיפולים, לפיכך, הוא צעד חשוב בקידום התרגום קליני בתאי גזע משובי טיפולים. במאמר זה, אנחנו תיאר שיטה טיפולית פילוח של teratomas PSC-הקשורים באמצעות EBRT במודל של עכברים והראו ניוון דינמי של גידולים לקרינה באמצעות הדמיה רבנות בלי.
אנו מנוצל iPSCs האנושי, נוצר על ידי lentivirus התכנות שיטה, מוזרק במו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
המחברים רוצה להודות את נבחרת מוסדות של בריאות R01 HL134830 (PKN) K08 HL135343 (קאי אס), 5F32HL134221 (JWR); המכון הרפואי הווארד יוז (ASL); את סטנפורד לב וכלי דם המכון (ASL) לתמיכה שלהם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| קו בקרת תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרה אוניברסיטת | סטנפורד | מעבדת נגוין | תרבית תאים של iPSC |
| Corning מטריג'ל מטריג'ל מטריצת קרום בסיס 354234 | פישר סיינטיפיק | CB-40234 | תרבית תאים של מדיום תרבית iPSC |
| Essential 8 | ATCC-מרכז המשאבים הביולוגיים העולמי | 30-2203 | תרבית תאים של iPSC |
| Tryple E | Gibco | 12605-036 | תרבית תאים של |
| מעכב iPSC Y27632 2 HCL (מעכב ROCK) | Fisher Scientific | S104950MG | תרבית תאים של iPSC |
| Lentivirus | Cyagen | P170721-1001cjn | טרנסדוקציה של iPSC עם גן מדווח היתוך כפול |
| Polyrbrene זיהום/טרנספקציה | מגיב Millipore Sigma | TR-1003-G | טרנסדוקציה של iPSC עם גן |
| מדווח היתוך כפולגן מדווח Fluc-eGFP מונע על ידי מקדם יוביקוויטין | אוניברסיטת סטנפורד | מעבדת סם גמביר | התמרה של iPSC עם גן מדווח היתוך כפול |
| D-luciferin | Perkin Elmer | 122799 | התמרה של iPSC עם גן מדווח היתוך כפול |
| וציטומטר זרימה BLI (BD FACSARIA III) | BD Biosciences | FACSAria | Transduction of iPSC with double fusion reporter gene |
| microplate spectrofluorometer (Glomax Navigator System) | Promega Bio Systems, Sunnyvale, CA | GM2000 | התמרה של iPSC עם גן מדווח היתוך כפול |
| Xenogen IVIS 200 | Perkin Elmer | 124262 | BLI |
| Isoflurane | Sigma-Aldrich | CDS019936 | הקרנה |
| X-Rad SmART irradiator מונחה תמונה | Precision X-ray Inc., North Branford, CT | X-Rad SmART | תוכנה להקרנת |
| RT_Image | אוניברסיטת סטנפורד (http://rtimage.sourceforge.net/)RT_Image | v0.2β | הקרנה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.