כאן, אנו מציגים מבחני תרבות משותפת קלים לשימוש כדי לנתח נדידת גליובלסטומה (GBM) על נוירונים בדוגמת. פיתחנו מאקרו בתוכנת FiJi לכימות קל של נדידת תאי GBM על נוירונים, והבחנו כי נוירונים לשנות קיבולת פולשנית של תא GBM.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, אנו מציגים מבחני תרבות משותפת קלים לשימוש כדי לנתח נדידת גליובלסטומה (GBM) על נוירונים בדוגמת. פיתחנו מאקרו בתוכנת FiJi לכימות קל של נדידת תאי GBM על נוירונים, והבחנו כי נוירונים לשנות קיבולת פולשנית של תא GBM.
Glioblastomas (GBMs), כיתה IV גליומות ממאירות, הם אחד הסוגים הקטלניים ביותר של סרטן אנושי בגלל המאפיינים האגרסיביים שלהם. למרות ההתקדמות המשמעותית בגנטיקה של גידולים אלה, איך תאי GBM לפלוש parenchyma המוח בריא אינו מובן היטב. יש לציין כי הוכח כי תאי GBM פולשים לחלל הצמיגים בדרכים שונות; העניין העיקרי של נייר זה הוא המסלול לאורך דרכי חומר לבן (WMTs). האינטראקציות של תאים סרטניים עם רכיבי תאי העצבים הציצוניים אינן מאופיינים היטב. להלן, שיטה תוארה המעריכה את ההשפעה של נוירונים על פלישת תאים GBM. מאמר זה מציג תרבות משותפת מתקדמת במבחנה המחקה פלישת WMT על ידי ניתוח הנדידה של תאים דמויי גזע GBM על נוירונים. ההתנהגות של תאי GBM בנוכחות נוירונים מנוטרת באמצעות הליך מעקב אוטומטי עם תוכנת קוד פתוח וגישה חופשית. שיטה זו שימושית עבור יישומים רבים, בפרט, עבור מחקרים פונקציונליים ומכניסטיים, כמו גם לניתוח ההשפעות של סוכנים תרופתיים שיכולים לחסום נדידת תאים GBM על נוירונים.
גליומות ממאירות ראשוניות, כולל GBMs, הן גידולים הרסניים, עם שיעור הישרדות בינוני של 12 עד 15 חודשים שדווחו לחולי GBM. הטיפול הנוכחי מסתמך על כריתה גדולה של מסת הגידול וכימותרפיה בשילוב עם הקרנות, אשר רק מאריך את שיעור ההישרדות בכמה חודשים. כשלים טיפוליים קשורים קשר הדוק לאספקת סמים לקויה על פני מחסום הדם - מוח (BBB) ולצמיחה פולשנית בחללים perivascular, קרום המוח, ולאורך WMTs1. פלישה Perivascular, המכונה גם שיתוף כלי דם אפשרות, הוא תהליך נחקר היטב, ואת המנגנונים המולקולריים מתחילים להיות ברורים; עם זאת, תהליך הפלישה לתא GBM לאורך WMTs אינו מובן היטב. תאים סרטניים נודדים למוח הבריא לאורך המבנים המשניים של שרר2. ואכן, לפני כמעט מאה שנה, הנס-יואכים שרר תיאר את הנתיבים הפולשניים של GBM, שכעת מכונים satellitosis פרינורונלי, satellitosis perivascular, התפשטות תת-צינורית, פלישה לאורך WMT (איור 1A).
כמה כימוקינים הקולטנים שלהם, כגון פקטור-1α (SDF1α) ו C-X-C מוטיב קולטן כימוקין 4 (CXCR4), אבל לא גורם גדילה אנדותל כלי הדם (VEGF), נראה מעורב פלישת WMT3. לאחרונה, ציר NOTCH1-SOX2 transcellular הוכח להיות מסלול חשוב בפלישה WMT של תאים GBM4. המחברים תיארו כיצד תאים דמויי גזע GBM לפלוש parenchyma המוח על נוירונים unmyelinated חלקית, מה שמרמז על הרס של נדן מיאלין על ידי תאים GBM. אבן דרך הושגה בשנת 2019 כאשר שלושה מאמרים פורסמו בכתב העת Nature, והדגישו את תפקידה של הפעילות החשמלית בפיתוח גליומה5,6. עבודה מכוננת של מונג'ה ומשתפי פעולה שופכת אור על התפקיד המרכזי של פעילות חשמלית בהפרשת נוירוליגין-3, המקדמת פיתוח גליומה.
וינקלר ומשתפי פעולה תיארו קשרים בין תאי GBM (microtubes) להיות חיוני בשלבים פולשניים, ולאחרונה, אינטראקציות בין תאים GBM ותאי עצב באמצעות סינפסות נוירוגליומה שתוארו לאחרונה. מבנים אלה מעדיפים גירוי גלוטמטרגי של קולטני α אמינו-3-הידרוקסי-5-מתיל-4-isoxazolepropionic (אמפא) הממוקמים בקרום התא GBM, המקדם התפתחות גידולים ופלישה. פלישת תאים סרטניים היא תהליך מרכזי בהפצת גרורות או מוקדים משניים מרוחקים, כפי שנצפה בחולי GBM. מספר גורמים זוהו להיות חשובים פלישת GBM כגון תרומבוספונדין-1, בטא גורם גדילה טרנספורמציה (חלבון מטריקוולרי מוסדר TGFβ, או קולטן כימוקין CXCR3)7,8.
כאן, מודל ביומימטי פשוט תואר לחקר פלישת GBM, שבו נוירונים מעוצבים על עקבות של למין, ותאי GBM נזרעים עליו, כתאים בודדים או כספרוידים(איור 1B). שתי ההגדרות הניסיוניות נועדו לשחזר את הפלישה לנוירונים, אשר נצפתה ב GBM9,10,11. מודלים כאלה פותחו בעבר כמו ביו-חומרים nanofiber מיושר (electrospinning קליפת ליבה) המאפשרים ללמוד נדידת תאים על ידי אפנון תכונות מכניות או כימיות12. מודל התרבות המשותפת המתואר במאמר זה מאפשר הבנה טובה יותר של האופן שבו תאי GBM בורחים על נוירונים על ידי הגדרת מסלולים מולקולריים חדשים המעורבים בתהליך זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הסכמה מדעת בכתב התקבלה מכל החולים (מבית החולים האוקלאנד, ברגן, נורווגיה, על פי תקנות ועדת האתיקה המקומית). פרוטוקול זה פועל בהתאם להנחיות ועדות האתיקה של מחקר בני אדם ובעלי חיים באוניברסיטת בורדו. חולדות בהריון שוכנו וטופלו במתקן החיות של אוניברסיטת בורדו. המתת חסד של חולדה בהריון ב-E18 בוצעה באמצעות CO2. כל ההליכים בבעלי חיים נעשו בהתאם להנחיות המוסדיות ואושרו על ידי ועדת האתיקה המקומית. כל המוצרים המסחריים מוזכרים בטבלת החומרים.
1. הכנת השקופיות בדוגמת
2. הכנת נוירונים ותאי GBM לתרבות משותפת
3. הדמיית תאים חיה
4. ניתוח תמונה
הערה: באמצעות פיג'י, מחסנית תמונות דו-ממדית (2D) עובדה או עובדה באופן חצי אוטומטי באמצעות כלי תוצרת בית וידידותי למשתמש (זמין בכתובת זו: https://github.com/Guyon-J/Coculture_Gliomas-Neurons/blob/main/README.md), הכתוב בשפת המאקרו IJ1 (איור 2A). זרימת העבודה וההליכים האוטומטיים מסוכמים באיור 2B.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נוירונים בעלי תבנית משותפת עם תאי GBM פלואורסצנטיים הוכנו כמתואר בסעיף הפרוטוקול, ובוצעו ניסויי מעקב. תאי GBM שינו במהירות את צורתם תוך כדי הגירה לנוירונים (איור 1B: לוח 6 ווידאו 1). תאים היגרו לאורך ההרחבות העצביות, בתנועה אקראית (וידאו 1). ניתן להבחין בקלות בין תאי GBM פלואורסצנטיים לבין תאי עצב שאינם פלואורסצנטיים, והדבר איפשר מעקב אחר תנועות תאים באמצעות המאקרו של פיג'י, כמתואר בסעיף הפרוטוקול (איור 2). פיג...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Glioblastomas לפלוש בהרחבה parenchyma באמצעות מצבים שונים: אפשרות משותפת של כלי הדם שמסביב, פלישה ביניים, או פלישה על WMTs18. מצב זה אינו מאופיין היטב בספרות בגלל הקושי למצוא מתאים במבחנה או במודלים vivo הקשורים פלישת WMT. כאן, מודל פשוט הוצע שבו נוירונים מכרסמים מתורבתים היו בדוגמת על משטחים מצופים למין, ותאים דמויי גזע GBM פלואורסצנטיים נזרעו על גבי הנוירונים. דפוס צורת רשת שימש במחקר זה כדי לשפר את הניתוח של חיבור תאים סרטניים, פלישה, והתפשטות. תאי GBM היגרו ביעילות רבה יותר ע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם ניגודי עניינים.
עבודה זו נתמכה על ידי פונדציה ARC 2020, ליגה קונטרה לה סרטן (Comite de la Gironde), ARTC, תוכנית סרטן 2021, INCA PLBIO. Alveole נתמך על ידי סוכנות לאומית דה לה Recherche (גרנט Labex מוח ANR-10-LABX-43). ז'וריס גיאון הוא מקבל מלגת בית החולים האוניברסיטאי טולוז (CHU טולוז).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| (3-אמינופרופיל) triethoxysilane | Sigma | 440140-100ML | קבוצת האמינו שימושית לצימוד ביולוגי של mPEG-SVA |
| 96 בארות צלחת תחתונה עגולה | Sarstedt | 2582624 | משמש להכנת ספרואידים |
| Accutase | Gibco | A11105-01 | מאוחסן בטמפרטורה של -20 מעלות; C (לטווח ארוך) או 4 ° C (לטווח קצר), אנזים דיסוציאציה כדורית |
| B27 | Gibco | 12587 | מאוחסן ב-20 מעלות; C, הפשרה לפני השימוש |
| Basic Fibroblast Growth Factor | Peprotech | 100-18B | מאוחסן בטמפרטורה של -20 מעלות; C, הפשרה לפני השימוש |
| תא ספירת תאים רוזנת Slides | Invitrogen | C10283 | משמש לספירת תאים |
| Coverslips | Marienfeld | 111580 | מצע תרבית תאים |
| מחסניות Dessicator | Sigma | Z363456-6EA | משמש להפחתת הרוב במהלך טיפול (3-אמינופרופיל) triethoxysilane |
| DPBS 10x | Pan Biotech | P04-53-500 | מאוחסן ב -4 ° |
| C תוכנת פיג'י, MTrack2 מאקרו | ImageJ | משמש לניתוח תמונות | |
| בקבוק 75 ס"מ² | Falcon | 10497302 | |
| HBSS | Sigma | H8264-500ML | |
| Heparin נתרן | Sigma | H3149-100KU | מאוחסן בטמפרטורה של 4 מעלות; C |
| Laminin | 114956-81-9 | מקדם הידבקות עצבית | |
| לאונרדו | של מיקרו-דפוסים חזויים | ||
| תוכנת MetaMorph | Molecular Devices LLC | NA | תוכנת אוטומציה למיקרוסקופיה |
| Methylcellulose | Sigma | M0512 | מדולל ב-NBM לריכוז סופי של 2% מדיום |
| נוירו-בזאלי | Gibco | 21103-049 | מאוחסן ב-4 מעלות; C |
| Nikon TiE (S Fluor, 20x/0.75 NA) | מיקרוסקופ הפוך המצויד בבמה ממונעת | ||
| פניצילין - סטרפטומיצין | גיבקו | 15140-122 | מאוחסן בטמפרטורה של 4 מעלות; C |
| PLPP | Alveole | PLPPclassic_1ml | Photoinitiator המשמש לפירוק מברשת PEG |
| Poly (אתילן גליקול)-Succinimidyl Valerate (mPEG-SVA) | Laysan Bio | VA-PEG-VA-5000-5g | משמש כציפוי נגד עכירות |
| PRIMO | Alveole | PRIMO1 | מכשיר הקרנת UV מבוסס מכשיר מיקרו-מראה דיגיטלי (DMD) |
| טריפאן 0.4% | ThermoFisher | T10282 | משמש לספירת תאים |
| Trypsin-EDTA | Sigma | T4049-100ML | משמש לניתוק תאים דבקים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.