פרוטוקול זה מספק הליך מקיף לבידוד, הרחבה והנצחה של פיברובלסטים מכריתת ערמונית רדיקלית. יתר על כן, הוא מתאר מבחנים שפותחו כדי להעריך את ההשפעות התפקודיות של דיבור צולב בין תאי פיברובלסטים-גידול, תוך ניצול הן של טיפול במדיום מותנה והן של תרבית משותפת.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מספק הליך מקיף לבידוד, הרחבה והנצחה של פיברובלסטים מכריתת ערמונית רדיקלית. יתר על כן, הוא מתאר מבחנים שפותחו כדי להעריך את ההשפעות התפקודיות של דיבור צולב בין תאי פיברובלסטים-גידול, תוך ניצול הן של טיפול במדיום מותנה והן של תרבית משותפת.
סטרומה של גידול יכולה להיות מעוצבת באופן פעיל על ידי תאי גידול כדי לאמץ תכונות פרו-גידוליות, מה שהופך אותה למוקד של חקר הסרטן. בין מרכיבי הסטרומה, פיברובלסטים הקשורים לסרטן (CAFs) - לעתים קרובות סוג התאים הנפוץ ביותר במיקרו-סביבת הגידול (TME) - ממלאים תפקיד מרכזי בקידום התקדמות הסרטן באמצעות האינטראקציות שלהם עם תאי גידול ורכיבי סטרומה אחרים. הבהרת המנגנונים מאחורי אינטראקציות אלה דורשת שיטות חזקות לבידוד ואפיון CAFs, שיכולות גם להניח את היסודות לפיתוח טיפולים חדשים לסרטן ממוקדי CAF. מחקר זה מציג שיטה לבידוד פיברובלסטים הן מהגידול והן מהאזורים הנורמליים הסמוכים של דגימות כריתה רדיקליות של הערמונית המתקבלות מחולי סרטן הערמונית (PCa). גישה זו מאפשרת בידוד בו-זמני של CAFs ועמיתיהם הרגילים (NFs) מאותו אדם, ומספקת מערכת ניסויים זוגית. פרוטוקולים מפורטים מסופקים לתחזוקה של CAFs ו-NFs ראשוניים לניתוחי מבחנה במורד הזרם, כמו גם לאמורליזציה שלהם כדי להקל על מחקרים ארוכי טווח. אנו מתארים גם מבחנים פונקציונליים שנועדו להשוות את ההשפעות של CAFs ו-NFs על התנהגויות של תאים סרטניים, כולל התפשטות, נדידה וצמיחה בלתי תלויה בעיגון. מפורטות שתי גישות משלימות: טיפול בתאי סרטן עם מדיה מותנית שמקורה בפיברובלסטים (CM), ותרבית משותפת ישירה של פיברובלסטים עם תאי גידול. יחד, מתודולוגיות אלה מייצגות ערכת כלים מקיפה לחקירת יחסי הגומלין הדינמיים בין CAFs לתאי גידול, לא רק ב-PCa אלא פוטנציאלית על פני מגוון סוגי סרטן אנושיים. יתר על כן, אפיון מולקולרי של אינטראקציות אלה עשוי לחשוף מתווכים מרכזיים של אונקוגנזה מונעת CAF, ולהציע יעדים מבטיחים להתערבות טיפולית.
סרטן הערמונית (PCa) הוא הסרטן השכיח ביותר המאובחן בקרב גברים בכמעט שני שליש מהמדינות ברחבי העולם. בשנת 2022 דווח על כ-1.5 מיליון מקרים חדשים, וכתוצאה מכך 3,97,000 מקרי מוות ברחבי העולם. נתונים אלה הופכים את PCa לסרטן השני בשכיחותו ולגורם החמישי המוביל לתמותה הקשורה לסרטן בקרב גברים1.
PCa היא מחלה מולטיפוקלית ומורכבת ביולוגית, המאופיינת בהטרוגניות בין-גידולית משמעותית 2,3,4, תת-סוגים מולקולריים מגוונים ותוצאות קליניות משתנות 5,6, כל אלה משפיעים באופן משמעותי על הפרוגנוזה והתגובה הטיפולית7.
בעוד שהתפקיד הקריטי של מיקרו-סביבת הגידול (TME) בהתחלה והתקדמות של גידול הערמונית מבוסס היטב 8,9, האינטראקציות המולקולריות בין תאי הגידול לתא הסטרומה שמסביב נותרו לא מובנות לחלוטין. בעוד שידוע היטב כי המיקרו-סביבה של גידול הערמונית (TME) ממלאת תפקיד קריטי בהתחלת הגידול והתקדמותו, האינטראקציות המולקולריות בין תאי הגידול לסטרומה שמסביב נותרות לא מוגדרות מספיק. ה-TME מורכב ממגוון תאי סטרומל, כולל אלה ממקור מזנכימלי וחיסוני, המופעלים בתגובה לאותות שמקורם בגידול ובהמשך רוכשים פונקציות מקדמות גידול10,11. בין אלה, פיברובלסטים הקשורים לסרטן (CAFs) מייצגים לעתים קרובות את אוכלוסיית הסטרומה הנפוצה ביותר. CAFs תורמים לעיצוב מחדש של מטריצה חוץ-תאית (ECM), מקדמים צמיחת גידול ומקלים על פלישת תאים סרטניים ונדידה 4,11,12,13. באמצעות גורמים מופרשים ואינטראקציות ישירות בין תאים, CAFs משפיעים גם על התפשטות, פלישה ועמידות לטיפול. יש לציין כי CAFs הם אוכלוסייה הטרוגנית. בעוד שבדרך כלל קשורים לפונקציות פרו-גידוליות, תת-סוגים מסוימים עשויים למלא תפקידים מדכאי גידול14,15. חשוב לציין, היעדר סמנים ייחודיים ל-CAFs מציב אתגרים לזיהויים המדויק ולניתוח התפקודי של תפקידיהם המגוונים12,16.
גישה חזקה לחקירת הדיבור התפקודי בין CAFs לתאי גידול כוללת בידוד CAFs ראשוניים ופיברובלסטים נורמליים תואמים (NFs), ולאחר מכן הערכת השפעתם על התנהגויות תאי הגידול כגון התפשטות, נדידה, היווצרות מושבה וצמיחה בלתי תלויה בעיגון 17,18,19 . מאמר זה מתאר פרוטוקול מעודן וניתן לשחזור מאוד לבידוד CAFs ו-NFs מדגימות כריתה רדיקלית של הערמונית של חולי PCa בסיכון גבוה. מרכיב קריטי בפרוטוקול זה הוא זיהוי ונתיחה מדויקים של גידול ואזורים נטולי גידול על ידי אורופתולוג מומחה, המאפשר גזירת CAFs ו-NFs מאותו מטופל. גישה זו של דגימה זוגית מסייעת לשלוט בהטרוגניות בין-גידולית ובמשתנים ספציפיים לחולה בודד שיכולים להשפיע על פנוטיפים פיברובלסטים 20,21,22. כדי להבטיח מספיק רקמת גידול זמינה, אנו מתמקדים בדגימות ממטופלים עם ציון גליסון ≥7.
אפיון פנוטיפי אמין של הפיברובלסטים המבודדים דורש שימוש בסמנים מרובים כדי להבדיל אותם מסוגי תאים אחרים, במיוחד תאי אפיתל, שעשויים לחלוק ביטוי סמן חופף16. מכיוון שפיברובלסטים ראשוניים של PCa עוברים בדרך כלל הזדקנות לאחר 10-15 מעברים, מה שמסבך ניתוחים ארוכי טווח, אנו מציגים גם פרוטוקול לאימורטליזציה של תאים באמצעות ביטוי יציב של הטלומראז האנושי (hTERT)23.
כדי לחקור את ההשפעות התפקודיות של CAFs ו-NFs על תאי גידול, בדקנו וביצענו אופטימיזציה של מספר אסטרטגיות ניסוי. בהתחשב בכך ש-CAFs מפעילים את השפעתם הן באמצעות גורמים מופרשים והן באמצעות מגע ישיר בין תאלתא 24, פותחו שתי מערכות בדיקה משלימות: (1) טיפול בתאים סרטניים עם מדיום מותנה פיברובלסטים (CM), ו-(2) תרבית משותפת ישירה של פיברובלסטים ותאי גידול. בדיקות אלו מעריכות תכונות מפתח של תאי סרטן, כולל התפשטות, צמיחה בלתי תלויה בעיגון ונדידה. כדי לתקנן את ההשפעה של גורמים מופרשים, מדיה מותנית מ-CAFs ו-NFs רוכזו וכומתו (conCM) על סמך תכולת החלבון הכוללת.
הדגמת השפעות תפקודיות משמעותיות באמצעות בדיקות אלו יכולה לתמוך בזיהוי מתווכים קריטיים של גידול מונע CAF, ולהציע יעדים פוטנציאליים להתערבות טיפולית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה נערך תוך התאמה מלאה להנחיות המוסדיות לשימוש בדגימות קליניות, כפי שאושרו על ידי הוועדה הביו-אתית של בית החולים Città della Salute Molinette בטורינו, איטליה. כל הדגימות נלקחו לאחר חתימה על הסכמה מדעת של המטופלים המשתתפים. הסעיף הבא מספק פרוטוקול מפורט שלב אחר שלב לבידוד של פיברובלסטים הקשורים לסרטן (CAFs) ועמיתיהם הפיברובלסטים הרגילים (NF) התואמים. הפרוטוקול כולל דיסקציה של הגידול ואזורים לא גידוליים סמוכים, עיבוד רקמות, תרבית תאים ואפיון פנוטיפי ותפקודי של התאים המבודדים. יש לבצע את כל ההליכים בתנאים סטריליים בתוך ארון בטיחות ביולוגית מוסמך. התאים גודלו בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס באווירה לחה המכילה 5% CO2 באמצעות מדיום הנשר המותאם (cDMEM) של Dulbecco, בתוספת 10% סרום בקר עוברי (FBS), 100 U/mL פניצילין ו-100 מיקרוגרם/מ"ל סטרפטומיצין, אלא אם צוין אחרת. כל שלבי הצנטריפוגה מתבצעים כשהבלם מופעל. עיין בטבלת החומרים לרשימה מקיפה של ריאגנטים, חומרים וציוד המשמשים לאורך הפרוטוקול. מתודולוגיה זו עברה אופטימיזציה עבור דגימות סרטן הערמונית בסיכון גבוה, עם ציון גליסון של 4+3 ומעלה.
1. דיסקציה כירורגית של דגימה
הערה: הליך זה בוצע על דגימות כירורגיות שנאספו מהליכי כריתה רדיקלית של הערמונית25 שבוצעו בחולים עם סרטן ערמונית בדרגה גבוהה (PCa), ונוהל על פי פרוטוקולים סטנדרטיים, בהתבסס על הנחיות מוסדיות פנימיות וספרות בינלאומית מבוססת ושיטות עבודה מומלצות 26,27,28.
2. בידוד פיברובלסטים
הערה: יש לבצע את כל הליכי העיבוד הבאים על קרח בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס אלא אם צוין אחרת. ראה איור 1 א לסכמה.
3. תנאי תרבות
4. ניתוח FACS
הערה: פרוטוקול זה מבטיח אפיון אמין של אוכלוסיית הפיברובלסטים ומזהה זיהום פוטנציאלי מתאי אפיתל, אנדותל או חיסון. ניתוח FACS מבוצע בקטע 2, כפי שמוצג באיור 2A.
5. אלמורטליזציה של פיברובלסטים
הערה: אימורטליזציה של אוכלוסיות CAF ו-NF מושגת על ידי התמרה יציבה עם וקטור רטרו-ויראלי המבטא hTERT. להלן הפרוטוקולים להכנת חלקיקים פסאודו-ויראליים זיהומיים והתמרת תאים.
6. אפיון פיברובלסטים
7. הכנה וריכוז של מדיום מותנה
הערה: המדיום המותנה מרוכז ומינון מדויק לאחר האיסוף כדי להקל על ההשוואה בין תאים שונים.
8. בדיקת התפשטות
הערה: התפשטות תאים (באמצעות קווי תאי PCa אנושיים DU145 או LNCaP) הוערכה באמצעות מכשיר ניתוח תאים חיים בשתי הגדרות שונות, או טיפול בתאי הגידול עם conCM, או טיפוח משותף שלהם עם CAFs או NFs. במקרה זה, יש להשתמש בתאי גידול פלואורסצנטיים. תוצאות מייצגות מוצגות באיור 3.
9. בדיקת נדידת ריפוי פצעים
הערה: כאן, מוצגת גרסה אוטומטית של בדיקת השריטה הקלאסית33 למדידת נדידת תאים, באמצעות מכשיר ניתוח תאים חיים.
10. צמיחה בלתי תלויה בעיגון על ידי בדיקת אגר רכה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
זוגות CAF ו-NF מ-7 חולי PCa בדרגה גבוהה בודדו בהצלחה עם פרוטוקול זה. גיל המטופלים בעת הניתוח וציוני גליסון מסוכמים בטבלה 3. כדי להעריך את הטוהר של אוכלוסיות הפיברובלסטים הנגזרות, מעבר שני CAFs ו-NFs ראשוניים נותקו ונצבעו בנוגדנים הפלואורסצנטיים שצוינו או בפרופידיום יודיד כדי להעריך אפופטוזיס. תוצאות מייצגות מניתוח ה-FACS העוקב מוצגות באיור 2A, המדגישות את אסטרטגיית השער ואת אחוזי התאים החיוביים עבור כל סמן. הניתוח כלל סמנים לתאי אפיתל (EpCAM...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הגזירה והניתוח של תאים מרקמת PCa מספקים מודל ניסיוני רלוונטי, במיוחד בהתחשב בכך שמודלים זמינים של בעלי חיים אינם משכפלים באופן מלא את האנטומיה של הערמונית האנושית ואת התקדמות המחלה37. בלוטות הערמונית של השימפנזים דומות מבחינה אנטומית לבני אדם, אך מראות התקדמות איטית של המחלה, בנוסף למגבלות אתיות. כלבים נבדלים באופן משמעותי במבנה הערמונית ובפתוביולוגיה ומפתחים מחלת ערמונית ספורדית הקשורה לגיל. מודלים מעבדתיים נפוצים כמו חולדות ועכברים נבדלים זה מזה באנטומיה של הערמ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים.
עבודה זו נתמכה על ידי האגודה האיטלקית לחקר הסרטן (AIRC), IG16930 ו-IG24851 ל-V.P; משרד האוניברסיטה והמחקר האיטלקי (MIUR PRIN 2017 ו-2022 לסמנכ"ל); קרן טראוס וגריט ואן רימסדייק, ליכטנשטיין, תרומה לסגן נשיא; אזור פיימונטה (סטייה). A.S נתמכה על ידי מלגת פוסט-דוקטורט של הקרן האיטלקית לחקר הסרטן (FIRC), ולוס אנג'לס נתמכה על ידי Fondazione Umberto Veronesi. איור 2 נוצר עם BioRender.com.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צלחת 12 באר | סרשטדט | 833921 | |
| צלחת 24 באר | סרשטדט | 833922 | |
| צלחת 6 באר | סרשטדט | 833920 | |
| צלחת 96 באר | סרשטדט | 833924 | |
| עכבר mAb נגד GAPDH (6C5) | סיגמא אולדריץ' | CB1001 | מקור: עכבר; דילול ל-WB: 1:1000 |
| א.ס.מ.א | סיגמא אולדריץ' | A5228 | מקור: עכבר; דילול ל-WB: 1:3000 |
| קבאולין | טכנולוגיית איתות תאים | CST3267 | מקור: ארנב; דילול ל-WB: 1:1000 |
| CD31-VioBlue | מילטני ביוטק | 130-119-980 | Flow Cytometry Ab, סמן תאי אנדותל |
| CD326-PE (EpCAM) | מילטני ביוטק | 130113-826 | Flow Cytometry Ab, סמן תאי אפיתל |
| CD45-FITC | מילטני ביוטק | 130-110769 | Flow Cytometry Ab, סמן פאן לויקוציטים |
| CD90-APC | מילטני ביוטק | 130-114-903 | זרימה ציטומטריה Ab, סמן פיברובלסטים |
| קולגן VI (COL6A1) | אבקם | ab182744 | מקור: ארנב; דילול ל-WB: 1:1000 |
| צינור חרוטי 15 מ"ל | סרשטדט | 62554502 | |
| צינור חרוטי 50 מ"ל | סרשטדט | 62547254 | |
| מיקרו-צינורות Cryopure 2 מ"ל | סרשטדט | 72380992 | |
| צלחת תרבית בקוטר 100 מ"מ | קורנינג | 353003 | |
| צלחת תרבית בקוטר 100 מ"מ | קורנינג | 353025 | |
| צלחת תרבית בקוטר 60 מ"מ | קורנינג | 353002 | |
| דימתיל סולפוקסיד (DMSO) | סיגמא אלדירץ' | D8418 | שימוש במכסה מנוע ביולוגי |
| דולבקו s Modified Eagle' s בינוני (DMEM) | ג'יבקו | 11965092 | יש לאחסן בטמפרטורה של 4 מעלות; C, שימוש במכסה מנוע ביולוגי |
| FAP | אבקם | אילן אלכסנדר | מקור: ארנב; דילול ל-WB: 1:500 |
| מגיב חוסם FCR, אנושי | מילטני ביוטק | 130-059-901 | חוסם Fc |
| סרום בקר עוברי (FBS) | ג'יבקו | 16000044 | יש לאחסן בטמפרטורה של 4 מעלות; C, שימוש במכסה מנוע ביולוגי |
| טיפים מסוננים 10 ומיקרו; L | סרשטדט | 703010255 | |
| טיפים מסוננים 100 ומיקרו; L | סרשטדט | 703030255 | |
| טיפים מסוננים 1000 ומיקרו; L | סרשטדט | 703060255 | |
| טיפים מסוננים 20 ומיקרו; L | סרשטדט | 703030265 | |
| טיפים מסוננים 200 ומיקרו; L | סרשטדט | 703031255 | |
| פילטרופור S פלוס 0,20 ומיקרו; מ | סרשטדט | 831826102 | |
| מלקחיים | 2ביול | 1102412 | |
| FSP1/S100A4 | טכנולוגיית איתות תאים | D9F9D (13018) | מקור: ארנב; דילול ל-WB: 1:2000 |
| IL6 | טכנולוגיה אבקלונלית | א 0286 | מקור: ארנב; דילול ל-WB: 1:1000 |
| תמונהJ | המכון הלאומי לבריאות | גירסה 1.53c | תוכנה לניתוח תמונות |
| צלחת Incucyte imageLock 96 בארות | סארטוריוס | BA-04857 | |
| Incucyte® SX5 | סארטוריוס | SX5 | מכשיר לניתוח תאים חיים |
| ליפופקטמין 2000 מגיב טרנספקציה | תרמו-פישר סיינטיפיק | 11668019 | מגיב טרנספקציה בתיווך ליפידים קטיון |
| MACS® פתרון אחסון רקמות | מילטני ביוטק | 130-100-008 | |
| קורא מיקרו-פלטות (ספיגה של 600 ננומטר) | פרומגה | ג'י.אם.3500 | |
| מיקרו-צינורות 1.5 מ"ל | סרשטדט | 7269001 | |
| Ncad | אבקם | אילן אלכסנדר | מקור: ארנב; דילול ל-WB: 1:1000 |
| ניטרו כחול טטרזוליום | סיגמא אלדירץ' | n5514 | |
| פרפילם | סיגמא אלדירץ' | HS234526B | |
| pBABE-puro-hTERT | אדג'ן | 1771 | יש לאחסן בטמפרטורה של -20 מעלות; C, שימוש במכסה מנוע ביולוגי |
| pCL-אמפו | נובוס ביולוגי | NBP2-29541 | יש לאחסן בטמפרטורה של -20 מעלות; C, שימוש במכסה מנוע ביולוגי |
| PDGFRB | סנטה קרוז | SC-432 | מקור: ארנב; דילול ל-WB: 1:1000 |
| פניצילין-סטרפטומיצין (PS, 10,000 μ גרם/מ"ל) | ג'יבקו | 15140122 | יש לאחסן בטמפרטורה של 4 מעלות; C, שימוש במכסה מנוע ביולוגי |
| מיקרוסקופ ניגודיות פאזה | אולימפוס | BX42 | |
| מי מלח חומציים פוספט (PBS) | תוצרת בית | NaCl, 137 מ"מ; KCl, 2.7 מ"מ; Na2HPO4, 10 מ"מ;KH2PO4, 1.8 מ"מ. אוטוקלאב ואחסון ב-RT | |
| תמיסת פולי-L-ליזין | סיגמא אלדירץ' | עמ' 8920 | יש לאחסן בטמפרטורה של 4 מעלות; C, שימוש במכסה מנוע ביולוגי |
| פורומיצין דיהידרוכלוריד | סיגמא אלדירץ' | עמ' 8833 | |
| Secura חצי מיקרו איזון | סרטוריוס | SECURA125-1S | |
| פיפטה סרולוגית 10 מ"ל | סרשטדט | 861254001 | |
| פיפטה סרולוגית 2 מ"ל | סרשטדט | 861252001 | |
| פיפטה סרולוגית 25 מ"ל | סרשטדט | 861256001 | |
| פיפטה סרולוגית 5 מ"ל | סרשטדט | 861253001 | |
| סטטיסטיקה3 | CST | 9139 | מקור: עכבר; דילול ל-WB: 1:1000 |
| סטטיסטיקה 3 Y705 | CST | 9131 | מקור: ארנב; דילול ל-WB: 1:1000 |
| סטריאומיקרוסקופ | לייקה | MZ125 | |
| מזרק 10 מ"ל | פנטפרטה | ברקוד 00202260D12 | |
| טרמומיקסר | אפנדורף | 22331 | |
| טריפסין-EDTA (0.5%), ללא פנול אדום | ג'יבקו | 15400054 | |
| אנונימי | סנטה קרוז | SC-6260 | מקור: עכבר; דילול ל-WB: 1:2000 |
| רכז צנטריפוגלי Vivaspin 20 | סיגמא אלדירץ' | Z614602 | MWCO 10,000 Da |
| ואגנר מספריים | 2ביול | 14070-12 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה