מאמר שיטה

מכשיר טיפול פוטודינמי מבוסס דיודה פולטת אור הבנוי בתוך הבית להגברת ציטוטוקסיות של חוליות במודל תרבית תאים דו-ממדית

DOI:

10.3791/64391

⸱

13 בינואר 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Graduate Program in Pharmaceutical Sciences, Laboratory of Cancer Drug Resistance, Federal University of Parana, 2Graduate Program in Pharmaceutical Sciences, Federal University of Parana, 3Federal Institute of Parana

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כאן אנו מתארים מכשיר חדשני, פשוט ובעלות נמוכה לביצוע מוצלח של מבחני טיפול פוטודינמי במבחנה (PDT) תוך שימוש בתרבית תאי HeLa דו-ממדית וורטפורפין כפוטוסנסיטייזר.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מאמר זה מתאר מכשיר חדשני, פשוט ובעלות נמוכה לביצוע מבחני טיפול פוטודינמי במבחנה (PDT), בשם PhotoACT. ההתקן נבנה באמצעות מערך של דיודות פולטות אור (LED) קונבנציונליות הניתנות לתכנות, מודול תצוגת גביש נוזלי (LCD) וחיישן אור המחובר ללוח מיקרו-בקרים מסחרי. המבנה מבוסס התיבה של אב הטיפוס נעשה עם סיבית בצפיפות בינונית (MDFs). התא הפנימי יכול להקצות בו זמנית ארבעה מיקרו-לוחות מרובי תרביות תאים.

כהוכחת היתכנות, חקרנו את ההשפעה הציטוטוקסית של הפוטוסנסיטייזר (PS) verteporfin כנגד קו תאי HeLa בתרבית דו-ממדית (2D). תאי HeLa טופלו בריכוזים הולכים וגדלים של verteporfin במשך 24 שעות. המדיום העל-טבעי המכיל את התרופה הושלך, התאים הדבקים נשטפו בתמיסת מלח עם אגירת פוספטים (PBS), ונוסף מדיום ללא תרופות. במחקר זה נבדקה ההשפעה של ורטפורפין על תאים ללא חשיפה לאור או לאחר חשיפה של שעה אחת לאור באמצעות ערכי אדום-ירוק-כחול (RGB) של 255, 255 ו-255 (פלואנס ממוצע של 49.1 ± 0.6 J/cm2). לאחר 24 שעות, כדאיות התא הוערכה על ידי בדיקת 3-(4,5-דימתיל-2-תיאזוליל)-2,5-דיפנילטטרזוליום ברומיד (MTT).

תוצאות הניסוי הראו כי חשיפה של תאים שטופלו עם verteporfin לאור מהמכשיר מגבירה את ההשפעה הציטוטוקסית של התרופה באמצעות מנגנון המתווך על ידי מיני חמצן תגובתי (ROS). בנוסף, השימוש באב הטיפוס המתואר בעבודה זו אומת על ידי השוואת התוצאות עם מכשיר PDT מסחרי. לפיכך, אב טיפוס זה של טיפול פוטודינמי מבוסס LED מייצג אלטרנטיבה טובה למחקרים חוץ גופיים של PDT.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בין המחלות הקטלניות ביותר שאינן ניתנות לתקשורת, סרטן מהווה גורם מוביל בעולם למוות בטרם עת. הוא היווה כמעט 10 מיליון מקרי מוות בשנת 2020, המייצגים בערך אחד מכל שישה מקרי מוות ברחבי העולם1. בנוסף, תופעת העמידות למולטי-דרוג (MDR) מהווה איום עצום על בריאות הציבור, שכן פרוטוקולים כימותרפיים מאושרים אינם מצליחים להגיע לשלבי הפוגה עבור מצב קליני זה2. תאים סרטניים יכולים לפתח עמידות לכימותרפיה באמצעות מספר מנגנונים; עם זאת, ביטוי יתר של כמה מובילי קלטות מחייבות ATP (ABC) - משאבות efflux תלויות ATP - נחשב הגורם העיקרי להתפתחות MDR בתוך מיקרו-סביבה של גידול3. בנוסף ל- MDR, סיבוכי סרטן אחרים, כגון הישנות וגרורות, מחזקים את הדרישה הדחופה לפתח ולשפר גישות טיפוליות כדי להתגבר על אתגר אונקולוגי זה.

הניצול המרפא של האור היה נהוג במשך מאותשנים, וטיפול פוטודינמי (PDT) מייצג גישה טיפולית מאושרת קלינית לגידולים מוצקים. PDT משלב מתן של פוטו-סנסיטייזר (PS) ואחריו קרינת אור כדי ליצור מיני חמצן תגובתי (ROS) כדי להפעיל ציטוטוקסיות סלקטיבית בתאי הגידול. גישה טיפולית זו עדיפה על השיטות הקונבנציונליות, הכוללות ניתוח, הקרנות וכימותרפיה5; זוהי טכניקה זעיר פולשנית המציגה ציטוטוקסיות נמוכה יותר ברקמות חיבור6. יישום האור והצטברות PS ישירות בגידול או במיקרו-סביבה שלו מבטיחים מיקוד מדויק, וכתוצאה מכך, תופעות לוואי מערכתיות קלות ובלתי רצויות7 ואפשרות לטיפול חוזר באותו אתר. יתר על כן, העלות נמוכה מזו של גישות אחרות. בשל התכונות המבטיחות שלה, PDT יכול להיחשב אופציה מתאימה עבור שניהם יחיד, במיוחד במקרה של גידולים שאינם ניתנים לניתוח, או טיפול בסרטן אדג'ובנטי7, ומייצג חלופה ל- MDR הקשורה לכימותרפיה 8,9.

הדו"ח הראשון שהראה שיעור תגובה אובייקטיבי גבוה באמצעות PDT תואר בשנת 1975 במודל10 של עכבר וחולדה. מאז, נערכו מחקרים באמצעות PDT עם תוצאות חיוביות7 הן in vivo והן in vitro עם קווי תאים סרטניים אנושיים בתרבית תאים דו-ממדית11,12. בהתחשב בתחולה הרחבה של PS שאושר קלינית, ללא קשר למסלולי ההצטברות הספציפיים שלהם ולטווחי אורכי הגל של פסגות הבליעה, התהליך הכללי הוא כדלקמן: (i) ספיגת PS, (ii) שיא של ריכוז PS בגידול או במיקרו-סביבה שלו, (iii) יישום אור, (iv) אינטראקציה PS-light, (v) העברת אנרגיה במצב התרגשות PS למצע רקמה או למולקולות חמצן הסובבות אותם, (vi) ייצור ROS הכולל חמצן סינגלט או אניון סופראוקסיד, (vii) מוות של תאי גידול באמצעות, למעשה, נמק או אפופטוזיס (מוות ישיר), אוטופגיה (מנגנון ציטופרוטקטיבי), איסכמיה של רקמות (נזק לכלי הדם), אפנון חיסוני, או חפיפה של מנגנונים אלה7. בשלב סופי זה, ההפעלה של מסלול מוות תאי מסוים תלויה בגורמים רבים, כגון מאפייני התא, תכנון ניסוי, והכי חשוב, לוקליזציה תוך-תאית של PS ונזק ממוקד הקשור ל-PDT13.

Verteporfin הוא דור שני של PS, שאושר על ידי סוכנויות רגולטוריות לשימוש קליני בנורווגיה ובסין לטיפול בניוון מקולרי הקשור לגיל7. לאחר מתן המינון, דווח כי פרודרוג זה מצטבר באופן חלקי במיטוכונדריה14 וגורם לזרחון חלבון תאי טירוזין ולפיצול DNA, מה שמוביל לאפופטוזיס של תאי הגידול15,16. לאחר דגירה של 24 שעות להפנמת ורטפורפין, מומלץ פרוטוקול PDT המשתמש במערך אורך גל של 690 ננומטר כדי להשיג רמות יעילות של העברת קרינה אלקטרומגנטית למולקולות סמוכות 7,17.

לגבי מקור האור עבור PDT, מערכות הלייזר הדיודה הקלאסיות הן בדרך כלל יקרות, מסובכות מבחינה טכנית, גדולות מדי, ולכן18,19 שאינן ניתנות להעברה. כתוצאה מפרופיל אורך הגל היחיד שלו, שניתן לצפות בו גם בציוד PDT מבוסס LED, הדרישה ליחידות עצמאיות עבור כל יישום פוטו-סנסיטייזר הופכת את השימוש במערכות לייזר דיודה למורכב עוד יותר ובלתי ישים מבחינה כלכלית20,21. לכן, השימוש במכונות LED נחשב לחלופה המבטיחה ביותר לפתרון לא רק עלויות22 ובעיות תחזוקה, אלא גם לספק תפוקת הספק גבוהה ופחות מזיקה 23 ויכולת תאורה רחבה יותר 24,25,26,27.

למרות התרומה הפוטנציאלית שציוד מבוסס LED יכול להציע לניסויי PDT28, לרוב האפשרויות המסחריות עדיין יש חסרונות כגון היעדר ניידות, עלות גבוהה ופרויקטי בנייה מורכבים ותפעול29. המטרה העיקרית של עבודה זו הייתה להציע כלי פשוט ואמין עבור מבחני PDT במבחנה . מאמר זה מתאר את PhotoACT, התקן PDT מבוסס LED שנבנה בתוך החברה, שהוא זול, ידידותי למשתמש ונייד. כהוכחת היתכנות, מכשיר זה הוכח כמגביר את הציטוטוקסיות של ורטפורפין במודל תרבית תאים דו-ממדית, ולכן יכול לשמש ככלי מחקר בניסויי PDT.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הערה: עיין בטבלת החומרים לקבלת פרטים הקשורים לכל החומרים, הריאגנטים והתוכנות המשמשים בפרוטוקול זה.

1. בניית מכשירים

  1. ראה לוחות סיבית בעובי 3 מ"מ בצפיפות בינונית (MDF) כדי לקבל חלקים עם הממדים המוצגים באיור 1A.
    הערה: השתמש בקובץ הווקטורי (קובץ משלים 1) לחיתוך בקרה נומרית ממוחשבת (CNC).
  2. בנה שתי תיבות במידות הבאות (אורך x רוחב x גובה): 330 מ"מ x 235 מ"מ x 225 מ"מ עבור התיבות הגדולות יותר, ו- 300 מ"מ x 220 מ"מ x 150 מ' עבור התיבות הקטנות יותר (איור 1B).
  3. קדח את גב הקופסה הגדולה יותר כדי להתקין מחבר לשקע חבית. קדחו את החלק העליון של הקופסה הגדולה ואת החלק העליון והתחתון של הקופסה הקטנה יותר כדי לספק מעבר לכבלי חשמל (איור 1C).
  4. צבעו את כל המשטחים הפנימיים בדיו שחור כדי לקדם שכיחות אור הומוגנית (איור 1D).
  5. חברו, במקביל, שלוש קלטות LED עם 10 נוריות LED כל אחת במשטח הפנימי העליון של התיבה הקטנה יותר (איור 1E).
  6. התקינו חיישן בהירות במרכז המשטח הפנימי התחתון של הקופסה הקטנה יותר (איור 1F).
  7. הדפס את מבנה יחידת הבקרה (איור 1G) באמצעות קובץ ההדפסה התלת-ממדית (קובץ משלים 2).
  8. התקן את כל הרכיבים (לחצן הפעלה, פוטנציומטרים, לוח מגע של זמן/התחלה, נוריות LED, חיישן בהירות, LCD, זמזם וספק כוח) ביציאות של לוח בקרה ESP32 המותקן בתא המטען של יחידת הבקרה (איור 2).
  9. העלה את קוד התכנות (קובץ משלים 3, קובץ משלים 4 וקובץ משלים 5) והפעל בדיקה כדי לבדוק שכל החיבורים פועלים (איור 1H).
  10. הרכיבו את הקופסאות ותיקנו אותן יחד כדי למנוע רווחים, וכתוצאה מכך הפרעות אור חיצוניות ואובדן אור שנפלט. חברו את יחידת הבקרה המותקנת לאזור הקדוח בחלק העליון של אב הטיפוס (איור 1I).
  11. תקן דלת כניסה מאותו חומר ומידות 330 מ"מ x 225 מ"מ (אורך x רוחב) על הקופסה הגדולה יותר עם שני צירים קטנים. כמו כן, חברו קלטות סקוטש הצידה לקופסה הגדולה יותר כדי לחזק את סגירת אב הטיפוס (איור 1J). התקן ידית כדי לתפעל את דלת הכניסה של הציוד.
  12. חברו ארבע רפידות גומי לרגליים בתחתית אב הטיפוס כדי להבטיח יציבות רבה יותר במהלך הפעולות (איור 1K).

2. קווי תאים: טיפוח, זריעה וטיפול

  1. כימיקלים
    1. ממיסים את הפורפירין בדימתיל סולפוקסיד (DMSO) כדי להשיג ריכוז של 100 mM.
      התראה: יש לתמרן את DMSO בזהירות (טיפול עם שימוש בציוד מגן אישי ובאזור מאוורר). טפל בזהירות הן במלאי והן בפתרונות מדוללים כדי למנוע חשיפה מוגזמת לאור.
  2. שורות תאים
    1. טפחו את קו תאי ה-HeLa במדיום דל הגלוקוז (DMEM) של Dulbecco בתוספת 10% סרום בקר עוברי ו-1% גנטמיצין.
    2. שמור את צלוחיות התרבית באינקובטור תרבית תאים 5% CO2 ב 37 מעלות צלזיוס.
    3. נהל ובדוק את התאים עד שהם מגיעים למפגש של 80%-90%.
  3. תהליך הזריעה
    1. הסר את מדיום התרבות מהבקבוקון.
    2. לשטוף את מונולאייר התא עם PBS.
    3. נתק את תרבית התאים המפגשים עם טריפסין-EDTA (0.5%) 1x למשך 5 דקות ב 37 מעלות צלזיוס. להפסיק את הפעולה של טריפסין על ידי החייאת התאים עם מדיום תרבית בתוספת 10% סרום בקר עוברי ו 1% gentamicin.
    4. סופרים את התאים שעברו החייאה בעזרת המוציטומטר וזורעים אותם לצלחת של 96 בארות ב-2.0 × 104 תאים /באר.
    5. מכינים שתי צלחות לתנאי חושך ובהיר.
    6. לדגור את הצלחות במשך 24 שעות עבור חיבור התא.
  4. תהליך הטיפול
    1. הסר את המדיום משני לוחות 96 הבאר.
    2. לטפל בתאים עם 100 μL של ריכוזים הולכים וגדלים של verteporfin (0.045 עד 24 μM, דילול סדרתי).
    3. לדגור על התאים עם טיפול תרופתי במשך 24 שעות כדי לאפשר הפנמה של verteporfin.
    4. לאחר 24 שעות, יש להשליך את המדיום המכיל את התרופה, לשטוף את המונולייר של התאים עם PBS (100 μL), ולהוסיף מדיום ללא תרופות (100 μL).
    5. כסו מיקרו-פלטה אחת ברדיד אלומיניום כדי להגן עליה מפני חשיפה לאור ודגרה עליה למשך 24 שעות. לוח זה יספק נתוני בקרה עבור תוצאות PDT (מצב כהה). המיקרו-פלטה השנייה תשמש בתנאי החשיפה לאור במכשיר.

3. הפעלת המכשיר

  1. חבר את התקן ה-PDT לשקע החשמל והפעל אותו על-ידי לחיצה על לחצן ההפעלה .
  2. הכנס את המיקרו-פלטה השנייה (מצב אור) למכשיר PDT וסגור את הציוד על ידי הידוק דלת הכניסה עם קלטות הסקוץ'.
  3. השתמש בפוטנציומטרים כדי להתאים את תצורת ה- RGB (ניסוי RGB 255, 255, 255 כאן) ולהגדיר את צבע פליטת האור.
    הערה: לכל שילוב RGB יש ספקטרום פליטה מסוים, אותו יש להתאים לניסויים עם פוטו-סנסיטייזרים שונים, וכתוצאה מכך, עקומות ספיגה שונות.
  4. לחץ על לוח המגע (+)/(- ) כדי להתאים את תצורת הזמן (ניסוי של 60 דקות כאן) ולהגדיר את משך הבדיקה .
    הערה: תצורת הזמן, בשיתוף עם ערך ההקרנה, תקבע את השטף של התהליך - מינון האור המיושם בבדיקה.
  5. בדוק את פרטי ההגדרה בתצוגה.
  6. לחץ על לחצן התחל כדי להתחיל את הבדיקה. ודא כי זמזם של צפצוף אחד נשמע בתחילת הבדיקה.
  7. במהלך הניסוי, התבונן במידע בזמן אמת על הצג, כגון הקרנה וזמן שנותר.
  8. אל תפתח את דלת הכניסה ואל תשנה תצורה כלשהי במהלך בדיקת PDT.
  9. בסוף הבדיקה, המתן לזמזם של ארבעה צפצופים ולמערכת האלקטרונית שתכבה את כל נוריות ה- LED. שימו לב להודעה מוגמרת ולכמות האנרגיה הסופית שהושקעה במהלך הניסוי בתצוגה.
    הערה: הערך הסופי של השטף מחושב באמצעות משוואה (1):
    figure-protocol-1 (1)
    כאשר F שווה ל-J/cm 2 ו-I שווה ל-mW/cm 2 או mJ/s·cm 2. ערך ההקרנה לוקח בחשבון את העוצמה של נורות ה- LED (מקור פולט) והאזור המוקרן באופן אחיד של התא הכהה (660 ס"מ 2) (משוואה [2]):
    figure-protocol-2 (2)
    ערך ההקרנה התיאורטית מוצג בתצוגת ההתקן לאורך כל בדיקת PDT. בסוף הפעולה, השתמש במשוואה (3) כדי לחשב את הפלואנס:
    פלואנס (F) = הקרנה (I, ערך קבוע) × זמן פעולה (ים) (3)

4. בדיקת כדאיות התא

  1. לאחר בדיקת PDT, כסו את המיקרו-פלטה שנחשפה לאור ודגרו במשך 24 שעות.
  2. לאחר תקופת הדגירה, הסר את מדיום התרבית משתי הצלחות, שטף את המונולייר של התאים עם PBS (100 μL), והוסף תמיסת MTT (0.5 מ"ג / מ"ל, 100 μL). דגירה של שני הלוחות - תנאים כהים ובהירים - במשך 4 שעות כדי לאפשר היווצרות גביש פורמאזן.
  3. הסר את תמיסת ה-MTT בזהירות והמיס את הגבישים הסגולים בתמיסת DMSO/אתנול (1:1).
  4. לאחר פירוק מלא של הגבישים, בצע את מדידת הספיגה באמצעות קורא microplate ב 595 ננומטר.
    הערה: ניתן להשתמש במכשיר בניסויים חשובים אחרים כגון מוות תאי בתיווך ROS המופעל על ידי פוטוסנסיטייזרים לאחר חשיפה לאור על ידי ציטומטריה של זרימה30.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מכשיר ה-PDT הסופי, שנקרא PhotoACT, כלל תא כהה להקצאת עד ארבעה מיקרו-לוחות מרובי משתתפים, כאשר המשטח הפנימי העליון שלו מצויד בקבוצה של 30 נורות LED מפוזרות המתוכנתות לפלוט ספקטרום שונה של אור נראה (איור 3 וקובץ משלים 6). המכשיר נבנה באמצעות שתי תיבות משויכות: קופסה פנימית שתוכננה כתא כהה עבור מבחני PDT, וקופסה חיצונית לכיסוי התא הפנימי ולהחזקת יחידת הבקרה (איור 1B). הקופסה הפנימית נצבעה בשחור (איור 1D) והורכבה מדגם ק...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מכשיר PhotoACT הסופי היה נוח לבנייה עם רכיבים זמינים מסחרית בעלות נמוכה בעלות כוללת של פחות מ-$50. יתרונות נוספים כוללים דרישות תחזוקה נמוכות, יכולת להקרין סוגים רבים של לוחות תרבית, שימוש בו זמנית של עד ארבע יחידות לכל בדיקה, משקל נמוך (2 ק"ג)/גודל (44 ס"מ3) המאפשר ניידות, הקרנה מדויקת וניתנת לשחזור (נתונים שאינם מוצגים), וממשק התקנה ידידותי למשתמש ופשוט שאינו דורש חיבור למחשבים או למכונות אחרות.

שלבים קריטיים מסוימים של פרוטוקולי הבנייה והתפעול הולידו הזדמנויות לשיפור במהלך תפיסת ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין אינטרסים מתחרים.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מודים לארתור אנריקה גומז דה אוליביירה ולוקאס ג'וליאן קרוז גומז על שעזרו בתהליך הצילומים. פרויקט זה נתמך על ידי מועצת המחקר הברזילאית (CNPq, מספרי מענקים 400953/2016-1-404286/2021-6) ו- Fundação Araucária-PPSUS 2020/2021 (SUS2020131000003). מחקר זה מומן בחלקו גם על ידי Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES)-Finance Code 001.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
0.5% טריפסין-EDTA (10x)Gibco15400054מגיב דיסוציאציה של תרבית תאי יונקים
FlashforgeFinder דגם
96 בארותלוחות משטח לא סטריליים, פוליסטירן ובעלי קשירה גבוהה עם בארות תחתונות שטוחות המשמשות לתרבית תאים דו-ממדית
חיישן
דגם TSL2561 עם רמות זיהוי של 0.1-40.000+ לוקס וממשק I2C
כפתורים
צלוחיות תרבית תאיםזמזם בקבוק תחתון סטרילי, פוליסטירן, מלבני עם משטח מטופל בתרבית רקמות (TC), צוואר משומר וכובע אוורור (גדלים)
צינורות פוליפרופילן סטריליים בעלי קיבולת של 15/50 מ"ל המשמשים לדילול תרבית תאים בשלב הזריעה של הבדיקה
CO2 לוח
ESP32
DMEM (מדיום הנשר המותאם של Dulbecco) הוא מדיום בסיסי בשימוש נרחב לתמיכה בצמיחה של תאי יונקים רבים ושונים.
DMSOסיגמא-אולדריץ'D4540-500 מ"לדימתיל סולפוקסיד, ≥ 99.5% (GC), מתאים לתרבית תאי צמחים
סרום בקר עוברי Gibco12657029FBS מספק את התמורה הטובה ביותר על ידי מתן עקביות של צמיחת תאים לאורך זמן ומעברים.
גנטמיצין (50 מ"ג/מ"ל)Gibco15750060תרופה אנטיביוטית מסיסה במים מטוהרת במקור מהפטרייה  מיקרומונוספורה ארגמנית. ג'נטמיצין פועל על ידי מניעת זיהום בתרבית תאים
המוציטומטרנויבאואר המשמש לספירת תאים בשלב הזריעה של הבדיקה
מיקרוסקופ מעבדה הפוךLeicaDM IL LED
קולט אדיםשנועדה להגן על סביבת העבודה מפני מזהמים על ידי שמירה על זרימה קבועה וחד כיוונית של אוויר מסונן HEPA על פני העבודה אזור. משמש במספר שלבים של גידול תאים ונהלי טיפול
תצוגת
LED RGB WS28125050 RGB SMD דגם עם מעבד מובנה. סרט עם 30 נוריות, אורך 1 מטר ו-9 וואט
MDF סיביעובי 3 מ"מ סיבית בצפיפות בינונית
צינורות מיקרוצנטריפוגהצינורות סטריליים, פוליפרופילן עם מכסה בטיחות וקיבולת 1.5/2.0 מ"ל. כלים נוחים למניפולציה של נפחים קטנים בשלב הטיפול של
קורא המיקרופלייטThermoFischerMultiskan FC Microplate פוטומטר שנועד לזהות טווח ספיגה רחב של אורכי גל (340-850 ננומטר). הציוד שימש להערכת כדאיות התאים לאחר דגירה של MTT.
מגיב MTTInvitrogenM64943-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide. משמש לבדיקות כדאיות תאים
מערכת תפעוליתמהנדסי זמן אמת בע"מ
P10 קיבולת L
מיקרופיפטהלא אלקטרונית, ערוץ יחיד, 10-1000 μ קיבולת L
מיקרופיפטהP200 לא אלקטרונית, ערוץ יחיד, 20-200 μ קיבולת L
ציוד PDTLumaCareדגם LC-122
פוספט חוצץ מלח pH 7.4Gibco10010031ניסוח מלח מאוזן המשמש לשטיפת תאים במהלך גידול והליכי
בדיקה פוטנציומטרים
טיפיםלא סטריליים, התאמה אוניברסלית, 10/200/1000 μ L נפחים מקסימליים
VerteporfinSigma-AldrichSML0534-5MGVerteporfin, ≥ 94% (HPLC)
מדפסת תלת מימד בהירות ארדואינו צינורות צנטריפוגה בקר חממה תוכנת עיצוב Trimble SketchUp DMEM גלוקוז גבוה Gibco 11965092 תא בדוגמתבקתת למינרית LCD MDF מיקריפטה FreeRTOS לא אלקטרוני, ערוץ יחיד, 1-10 μ P1000

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ferlay, J., et al. International agency for research on cancer. Global Cancer Observatory: Cancer Today. 23 (7), https://gco.iarc.fr/today/home 323-326 (2018).
  2. Gottesman, M. M., Fojo, T., Bates, S. E. Multidrug resistance in cancer: role of Atp-dependent transporters. Nature Reviews Cancer. 2 (1), 48-58 (2002).
  3. Szakacs, G., Paterson, J. K., Ludwig, J. A., Boothe-Genthe, C., Gottesman, G. A. Targeting multidrug resistance in cancer. Nature Reviews Drug Discovery. 5 (3), 219-234 (2006).
  4. Ackroyd, R., Kelty, C., Brown, N., Reed, M. The history of photodetection and photodynamic therapy. Photochemistry and Photobiology. 74 (5), 656-669 (2001).
  5. Hamblin, M. R. Photodynamic therapy for cancer: what's past is prologue. Photochemistry and Photobiology. 96 (3), 506-516 (2020).
  6. Barr, H., et al. The contrasting mechanisms of colonic collagen damage between photodynamic therapy and thermal injury. Photochem Photobiol. 46 (5), 795-800 (1987).
  7. Algorri, J. F., Ochoa, M., Roldán-Varona, P., Rodríguez-Cobo, L., López-Higuera, J. M. Photodynamic therapy: A compendium of latest reviews. Cancers. 13 (17), 4447(2021).
  8. Aniogo, E. C., Plackal, B., George, B. P. A., Abrahamse, H. The role of photodynamic therapy on multidrug resistant breast cancer. Cancer Cell International. 19, 91(2019).
  9. Spring, B. Q., Rizvi, I., Xu, N., Hasan, T. The role of photodynamic therapy in overcoming cancer drug resistance. Photochemical & Photobiological Sciences. 14 (8), 1476-1491 (2015).
  10. Dougherty, T. J., Grindey, G. B., Fiel, R., Weishaupt, K. R., Boyle, D. G. Photoradiation therapy. II. Cure of animal tumors with hematoporphyrin and light. Journal of the National Cancer Institute. 55 (1), 115-121 (1975).
  11. Etcheverry, M. E., Pasquale, M. A., Garavaglia, M. Photodynamic therapy of HeLa cell cultures by using LED or laser sources. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 160, 271-277 (2016).
  12. Guo, Q., Dong, B., Nan, F., Guan, D., Zhang, Y. 5-Aminolevulinic acid photodynamic therapy in human cervical cancer via the activation of microRNA-143 and suppression of the Bcl-2/Bax signaling pathway. Molecular Medicine Reports. 14 (1), 544-550 (2016).
  13. Mroz, P., Yaroslavsky, A., Kharkwal, G. B., Hamblin, M. R. Cell death pathways in photodynamic therapy of cancer. Cancers. 3 (2), 2516-2539 (2011).
  14. Mahalingam, S. M., Ordaz, J. D., Low, P. S. Targeting of a photosensitizer to the mitochondrion enhances the potency of photodynamic therapy. ACS Omega. 3 (6), 6066-6074 (2018).
  15. Granville, D. J., Levy, J. G., Hunt, D. W. C. Photodynamic treatment with benzoporphyrin derivative monoacid ring A produces protein tyrosine phosphorylation events and DNA fragmentation in murine P815 cells. Photochemistry and Photobiology. 67 (3), 358-362 (1998).
  16. Castano, A. P., Demidova, T. N., Hamblin, M. R. Mechanisms in photodynamic therapy: part two - cellular signaling, cell metabolism and modes of cell death. Photodiagnosis Photodynamic Therapy. 2 (1), 1-23 (2014).
  17. Detty, M. R., Gibson, S. L., Wagner, S. J. Current clinical and preclinical photosensitizers for use in photodynamic therapy. Journal of Medicinal Chemistry. 47 (16), 3897-3915 (2004).
  18. Allison, R. R. Photodynamic therapy: oncologic horizons. Future Oncology. 10 (1), 123-142 (2014).
  19. Chepurna, O., et al. Photodynamic therapy with laser scanning mode of tumor irradiation. Optical Fibers and Their Applications 2015. 9816, 323-326 (2015).
  20. Huang, Z. A review of progress in clinical photodynamic therapy. Technology in Cancer Research and Treatment. 4 (3), 283-293 (2005).
  21. Chepurna, O., et al. LED-based portable light source for photodynamic therapy. Optics in Health Care and Biomedical Optics. 11190, 109-115 (2019).
  22. Hasson, O., Wishkerman, A. CultureLED: A 3D printer-based LED illumination cultivation system for multi-well culture plates. HardwareX. 12, 00323(2022).
  23. Wu, X., et al. Localised light delivery on melanoma cells using optical microneedles. Biomedical Optics Express. 13 (2), 1045-1060 (2022).
  24. Erkiert-Polguj, A., Halbina, A., Polak-Pacholczyk, I., Rotsztejn, H. Light-emitting diodes in photodynamic therapy in non-melanoma skin cancers-own observations and literature review. Journal of Cosmetic and Laser Therapy. 18 (2), 105-110 (2016).
  25. Neupane, J., Ghimire, S., Shakya, S., Chaudhary, L., Shrivastava, V. P. Effect of light emitting diodes in the photodynamic therapy of rheumatoid arthritis. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 7 (1), 44-49 (2010).
  26. Lins, E. C., et al. A novel 785-nm laser diode-based system for standardization of cell culture irradiation. Photomedicine and Laser Surgery. 31 (10), 466-473 (2013).
  27. Hopkins, S. L., et al. An In vitro cell irradiation protocol for testing photopharmaceuticals and the effect of blue, green, and red light on human cancer cell lines. Photochemical and Photobiological Sciences. 15 (5), 644-653 (2016).
  28. Zhang, K., Waguespack, M., Kercher, E. M., Spring, B. Q. An automated and stable LED array illumination system for multiwell plate cell culture photodynamic therapy experiments. Research Square. , 1-18 (2022).
  29. Gálvez, E. N., et al. Analysis and evaluation of the operational characteristics of a new photodynamic therapy device. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 37, 102719(2022).
  30. Bretin, L., et al. Photodynamic therapy activity of new human colorectal cancer. Cancers. 11 (10), 1474(2019).
  31. T. SketchUp. , Available from: https://www.sketchup.com/ (2022).
  32. LCDR PhotoDynamic Therapy (PDT) Equipment Repository. GitHub, Inc. , Available from: https://github.com/PhotoDynamicTherapy (2022).
  33. W3C CSS Color Module Level 3. W3C, Inc. , Available from: https://www.w3.org/TR/css-color-3/#SRGB (2022).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

LEDHeLaMTT

מאמרים קשורים