$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
מחקר זה בוצע באמצעות קווי תאי לוקמיה מיאלואידית חריפה מבוססת בבני אדם ונגזרות עמידות לדוקסורוביצין. לא היו מעורבים משתתפים אנושיים, בעלי חיים או דגימות ראשוניות שמקורם במטופלים. לכן, לא נדרשו אישור מועצת ביקורת מוסדית למחקר על בני אדם ואישור אתיקה של בעלי חיים. קווי התאים הושגו מהמכון להמטולוגיה, האקדמיה הסינית למדעי הרפואה, טיאנג'ין, סין, ונשמרו במכון ההמטולוגיה של פוג'יאן, בית החולים יוניון של אוניברסיטת הרפואה פוג'יאן. זהות התא אושרה על ידי קריוטיפ והערכה מורפולוגית לפני הניסוי, וכל תרביות התאים נבדקו לזיהום במיקופלזמה. הכימיקלים, הציוד והתוכנה המשמשים בפרוטוקול מפורטים בטבלת החומרים.
1. תרבית תאים ואישור הפנוטיפ העמיד
תאי לוקמיה מיאלואידית חריפה בבני אדם HL60 ו-K562 ונגזרותיהם העמידות לדוקסורוביצין, HL60/A ו-K562/A, התקבלו מהמכון להמטולוגיה, האקדמיה הסינית למדעי הרפואה, טיאנג'ין, סין. התאים גודלו במדיום של מכון רוזוול פארק ממוריאל 1640, עם תוספת של 10% סרום בקר עוברי ו-1% פניצילין-סטרפטומיצין בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס באינקובטור לח המכיל 5% פחמן דו-חמצני.
תאי HL60/A נשמרו בתווך שלם המכיל 1 מיקרוגרם/מ"ל דוקסורוביצין, ותאי K562/A נשמרו בתווך שלם המכיל 5 מיקרוגרם/מ"ל דוקסורוביצין לשימור הפנוטיפ העמיד. דוקסורוביצין הוסר מהמדיום של התרבית חודש לפני בדיקות ניסיוניות כדי למנוע השפעות חריפות של בחירת תרופות במהלך בדיקות הטיפול.
לפני הניסויים, הפנוטיפ העמיד אושר מחדש על ידי השוואת ערכי הריכוז המעכבים החצי-מקסימלי של דוקסורוביצין בין תאים הוריים לתאים עמידים. יציבות העמידות לאחר חודש של תרבית ללא תרופות הוערכה על ידי חזרה על בדיקת רגישות לדוקסורוביצין ובחינת ביטוי P-גליקופרוטאין בסיסי וביטוי חלבון 1 הקשור לעמידות מרובת תרופות. תרביות שימשו לניסויים רק כאשר הנגזרות העמידות שמרו על ערכי ריכוז מעכבים חצי-מקסימליים גבוהים יותר של דוקסורוביצין וביטוי נשאי גבוה יותר מאשר המקבילים ההוריים שלהן.
2. הכנת תרופות ועיצוב טיפול
FTY720, דוקסורוביצין ו-SC79 הוכנו כפתרונות מלאי לפי הוראות היצרנים. FTY720 ו-SC79 הוססו בדימתיל סולפוקסיד, ודוקסורוביצין הוכן בממס המומלץ והוגן מאור במהלך הטיפול. תמיסות עבודה דוללו טרי במדיום תרבית מלא לפני הטיפול. הריכוז הסופי של דימתיל סולפוקסיד נשמר זהה בין קבוצות הטיפול ולא עלה על 0.1%.
קבוצות הביקורת קיבלו את אותו ריכוז סופי של דימתיל סולפוקסיד כמו בקבוצות הטיפול המתאימות. לניסויים בטיפול משולב, 5 מיקרומום FTY720 שימש כריכוז הרגישות. דוקסורוביצין שימש ב-4 מיקרומולר לתאי HL60/A וב-8 מיקרומום לתאי K562/A באפופטוזיס ובבדיקות הצטברות דוקסורוביצין תוך-תאיות, אלא אם צוין אחרת.
3. מבחן שרייתיות תאים וחישוב ריכוז מעכב חצי-מקסימלי
התאים הוזרעו ללוחות של 96 בארות ב-1 ×-104 תאים בכל באר במדיום מלא של 100 מיקרוליטר. לבדיקות תרופה בודדת FTY720, טופלו תאי HL60, K562, HL60/A ו-K562/A בתאי 0, 3.125, 6.25, 12.5, 25, 50 ו-100 מיקרומום FTY720 למשך 48 שעות. לבדיקות רגישות לדוקסורוביצין, תאי HL60/A ו-K562/A טופלו בריכוזים סדרתיים של דוקסורוביצין בנוכחות או בהיעדר 5 מיקרומום FTY720 למשך 48 שעות.
הקיימות של התאים נמדדה באמצעות בדיקת Cell Counting Kit-8 בהתאם להוראות היצרן. לאחר הטיפול, נוספה תגובת Cell Counting Kit-8 לכל באר, והצלחת דוגרה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. הספיגה נמדדה ב-450 ננומטר באמצעות קורא מיקרופלט.
הכדאיות היחסית של התאים חושבה כך: כדאיות תאית יחסית = [(ספיגת בארות מטופלות - ספיגת בארות ריקות) / (ספיגת בארות בקרת רכב - ספיגת בארות ריקות)] × 100%
ערכי ריכוז מעכבים חצי-מקסימליים חושבו באמצעות רגרסיה לא ליניארית עם מודל מינון-תגובה לוגיסטי בן ארבעה פרמטרים ב-GraphPad Prism, גרסה 9.5. כל ניסוי כלל שלושה שכפולים ביולוגיים עצמאיים, עם שלושה בארות טכניות לכל תנאי טיפול.
4. ניתוח שילוב תרופות
השפעות FTY720 על רגישות לדוקסורוביצין הוערכו על ידי השוואת קשרי מינון-תגובה בין דוקסורוביצין בנוכחות או בהיעדר FTY720. תאי HL60/A ו-K562/A טופלו בריכוזים סדרתיים של דוקסורוביצין בלבד או בשילוב עם FTY720 במשך 48 שעות.
הכדאיות של התאים הוערכה באמצעות מבחן Cell Counting Kit-8, וערכי ריכוז מעכבים חצי-מקסימליים חושבו באמצעות רגרסיה לא ליניארית עם מודל מינון-תגובה לוגיסטי בן ארבעה פרמטרים. שינויים ברגישות לדוקסורוביצין פורשו בהתבסס על שינויים בעקומות המינון-תגובה והבדלים בערכי הריכוז המעכבים החצי-מקסימלי בין קבוצות הטיפול.
מכיוון שהניסויים לא תוכננו כמחקר מלא של מטריצת מינון ביחס קבוע, לא בוצע ניתוח אינדקס משולב פורמלי. לכן, התוצאות פורשו כהוכחה לשינוי ברגישות לדוקסורוביצין ולא כסינרגיה פרמקולוגית סופית.
5. ניתוח אפופטוזיס באמצעות אנקסין V וציטומטריית זרימת פרופידיום יודיד
תאי HL60/A ו-K562/A הוזרעו בלוחות 6 בארות ב-4 × 105 תאים למ"ל וטופלו במשך 48 שעות עם רכב, FTY720 בלבד, דוקסורוביצין בלבד, או דוקסורוביצין בשילוב עם FTY720. לטיפול משולב, 5 מיקרומום FTY720 שולב עם 4 מיקרומום דוקסורוביצין בתאי HL60/A או 8 מיקרומום דוקסורוביצין בתאי K562/A.
לאחר הטיפול, נאספו תאים, כולל תאים תלויים בתווך התרבית, ונשטפו פעמיים עם מלח קר עם בופר פוספט. התאים הושעו מחדש בבופר קישור Annexin V בריכוז שהומלץ על ידי יצרן ערכת זיהוי האפופטוזיס. כל דגימה צובעה ב-5 מיקרוליטר אנקסין V-פלואורסאין איזותיוציאנאט או אנקסין V-אלופיקוציאנין ו-5 מיקרוליטר פרופידיום יודיד, ולאחר מכן דגירה למשך 15 דקות בטמפרטורת החדר בחושך.
הדגימות נותחו מיד באמצעות ציטומטריית זרימה. בקרות לא מוצבעות, בקרות צבועות בודדות ובקרות פלואורסצנציה מינוס אחת שימשו לקביעת שערי פיצוי ורבעים. פסולת הושמרה באמצעות פיזור קדמי ופיזור צדדי. תאים אפופטוטיים מוקדמים הוגדרו כתאים חיוביים באנקסין V ותאי פרופידיום יודידים שליליים, ותאי אפופטוטיים מאוחרים או מתים הוגדרו כתאים חיוביים לאנקסין V-חיובי ופרופידיום יודיד חיוביים. אפופטוזיס כולל חושב כסכום חלקי תא אפופטוטיים מוקדמים ומאוחרים. לפחות 10,000 אירועים חד-תאיים ברי קיימא נרכשו עבור כל דגימה.
6. בדיקת הצטברות דוקסורוביצין תוך-תאית
תאי HL60/A ו-K562/A זרעו בלוחות עם 6 בארות ב-4 × 10תאים למ"ל ותרבתו במהלך הלילה. תאים טופלו לאחר מכן בבקרת כלי רכב, דוקסורוביצין בלבד, או דוקסורוביצין בשילוב עם 5 מיקרומול FTY720. תאי HL60/A טופלו ב-4 מיקרומום דוקסורוביצין, ותאי K562/A טופלו ב-8 מיקרומום דוקסורוביצין. התאים דגרו במשך 4 שעות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס והוגנו מאור.
לאחר הטיפול, תאים נקטפו ונשטפו פעמיים עם מלח קר עם בופר פוספט כדי להסיר דוקסורוביצין חוץ-תאי. תאים הושהו מחדש בתמיסת מלח מפופר פוספט ונותחו באמצעות ציטומטריית זרימה באמצעות פלואורסצנציה פנימית של דוקסורוביצין. תאים לא מטופלים שימשו להגדרת אוטופלואורסצנציה ברקע, ותאים שטופלו בדוקסורוביצין שימשו כהתייחסות חיובית לפלואורסצנציה. הצטברות דוקסורוביצין תוך-תאית נמדדה כעוצמת פלואורסצנציה חציונית לאחר פסולת והדרה מצטברת. ערכי עוצמת הפלואורסצנציה החציונית ננורמו לקבוצת הדוקסורוביצין בלבד בכל ניסוי עצמאי.
7. ניתוח ציטומטרי זרימה של P-גליקופרוטאין וביטוי חלבון 1 הקשור לעמידות לרב-תרופתית
תאי HL60/A ו-K562/A הוזרעו ללוחות 6 בארות ב-2 × 106 תאים/מ"ל וטופלו ב-5 מיקרומום FTY720 או בקרת רכב למשך 24 שעות. לאחר הטיפול, התאים נשטפו פעמיים עם מלח קר עם בופר פוספט קרח והוסגרו מחדש בבופר צביעת תאים של 100 מיקרוליטר.
התאים צובקו בנוגדן אנטי-גליקופרוטאין מצורף פיקוריתרין ובנוגדן 1 של אלקסה פלור 647-קונוגט נגד עמידות רב-תרופתית במצב המומלץ על ידי היצרן. נכללו בקרות איזוטיפ תואמות, בקרות לא מוצבעות, בקרות צביעה בודדות ובקרות פלואורסצנציה מינוס אחת לצורך קביעת שער ופיצויים. הדגימות נדגרו במשך 30 דקות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס בחושך, נשטפו פעמיים עם בופר צביעת תאים, והושעו מחדש בבופר צביעה של 500 מיקרוליטר לפני הרכישה.
ציטומטריית זרימה בוצעה באמצעות ציטומטר זרימה BD FACScan. לפחות 10,000 אירועים חד-תאיים ברי קיימא נרכשו עבור כל דגימה. רמות הביטוי של P-גליקופרוטאין וחלבון 1 הקשור לעמידות רב-תרופתית נמדדו כעוצמת פלואורסצנציה חציונית לאחר חיסור אות האיזוטיפ-בקרה המתאים. הערכים המנורמלים הובעו ביחס לקבוצת הרכב-ביקורת בכל ניסוי עצמאי.
8. כימות מערבי וכימות צפוף
לאחר הטיפולים הנדרשים, תאים נאספו ונשטפו פעמיים עם סליין קר עם בופר פוספט. חלבון כולל הופק באמצעות בופר מבחן רדיואימונופרציפיטציה בתוספת מעכבי פרוטאז ופוספטאז. ריכוז החלבון נמדד באמצעות ערכת בדיקת חלבון חומצה ביצינכונינית.
סך הכל 30 מיקרוגרם חלבון לכל נתיב הופרדו על ידי אלקטרופורזה של סודרן דודציל סולפט-פוליאקרילאמיד והועברו לממברנות פוליווינילידן דיפלואוריד. הממברנות נחסמו עם 5% חלב דל שומן או 5% אלבומין סרום בקר במי מלח טריס-בופר המכיל טווין 20 למשך שעה בטמפרטורת החדר.
הממברנות נדגרו במהלך הלילה בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס עם נוגדנים ראשוניים נגד קינאז חלבון B כולל, קינאז חלבון מזרחן B, מטרה מכנית כוללת של ראפמיצין, מטרה מכנית מזורחנת של רפמיצין, קספאז-3 מפוצל, פוליאמוראז (אדנוזין דיפוספט-ריבוז) פולימראז, P-גליקופרוטאין, חלבון 1 הקשור לעמידות מרובת תרופות, וגליצראלדהיד-3-פוספט דה-הידרוגנאז. לאחר הכביסה, הממברנות נדגרו עם נוגדנים משניים מתאימים עם פרוקסידאז פרוקסידאז למשך שעה בטמפרטורת החדר. רצועות חלבון הוצגו באמצעות זיהוי כימילומינציה משופר.
עוצמות הרצועות נמדדו באמצעות תוכנת ImageJ, גרסה 1.53t. קינאז חלבון מזרחן B נורמל לקינאז חלבון B כולל, והמטרה המכניסטית המזורחנת של ראפמיצין נורמלה ליעד מכני כולל של רפמיצין. P-גליקופרוטאין, חלבון 1 הקשור לעמידות רב-תרופתית, קספאז-3 שמפורק, ופוליפראז פולי (אדנוזין דיפוספט-ריבוז) מנורמל לגליצראלדהיד-3-פוספט דה-הידרוגנאז. ערכים מנורמליים הובאו לשינויים בקפלים ביחס לקבוצת בקרת הרכב או לקבוצת הדוקסורוביצין בלבד, בהתאם להשוואה. ניתוחי הכתמים המערביים בוצעו באמצעות שלושה שכפולים ביולוגיים עצמאיים. תמונות Western Blot שלא נחתכו הועברו למאגר הנתונים הציבורי או הועלו כקבצים משלימים נוספים.
9. ניסוי חילוץ SC79
כדי לבדוק האם איתות קינאז חלבון B היה קשור להשפעות שנצפו של FTY720, תאי HL60/A ו-K562/A טופלו ב-FTY720 בנוכחות או בהיעדר SC79, מפעיל קינאז חלבון B. התאים טופלו מראש עם 5 מיקרומום FTY720 למשך 12 שעות ואז טופלו ב-30 מיקרומום SC79 או בקרת כלי רכב למשך 12 שעות נוספות.
לאחר הטיפול, הוערכו רמות של קינאז חלבון מזרחן B, מטרה מכנית מזרחנת של רפמיצין, P-גליקופרוטאין וחלבון 1 הקשור לעמידות לרב-תרופתית באמצעות Western blotting. במקביל, האפופטוזיס הוערך באמצעות צביעת אנקסין V ופרופידיום יודיד לאחר טיפול בדוקסורוביצין, FTY720 ו-SC79. השפעות ההצלה פורשו כראיות הקשורות למסלול. מכיוון שלא בוצע ניסוי ביטוי גנטי יתר או הדחה, המסקנות הסיבתיות הוצגו בזהירות.
10. ניתוח סטטיסטי ודיווח נתונים
ניתוחים סטטיסטיים בוצעו באמצעות GraphPad Prism, גרסה 9.5, ו-IBM SPSS Statistics, גרסה 23.0. שכפולים ביולוגיים הוגדרו כניסויים עצמאיים שבוצעו בימים שונים באמצעות תאים שהתרבתו באופן עצמאי. שכפולים טכניים הוגדרו כבארות חוזרות או מדידות חוזרות בתוך אותו ניסוי ביולוגי.
הנתונים הוצגו כממוצע ± שגיאת תקן של הממוצע, אלא אם צוין אחרת. השוואות בין שתי קבוצות נותחו באמצעות מבחן t סטודנט דו-זנבי לא מזווג כאשר הנתונים היו מחולקים בערך כרגיל. השוואות בין שלוש קבוצות או יותר נותחו באמצעות ניתוח חד-כיווני של שונות ואחריו מבחן פוסט-הוק של טוקי. ניסויים שכללו שני גורמים בלתי תלויים, כגון ריכוז התרופות ומצב הטיפול, נותחו באמצעות ניתוח שונות דו-כיווני ואחריו תיקון השוואה מרובה מתאים.
כאשר הנחות נורמליות לא נתמכו, נעשה שימוש במבחנים לא-פרמטריים. ערכי p מדויקים דווחו ככל שניתן. המובהקות הסטטיסטית הוגדרה כ-p < 0.05 לאחר תיקון עבור השוואות מרובות. כל המיתוגים של האיורים ציינו את מספר השכפולים הביולוגיים, את המבחן הסטטיסטי שנעשה בו שימוש, את משמעות פסי השגיאה ואת סף המובהקות. ערכי שכפול ביולוגיים בודדים הוצגו בגרפים של פיזור או בגרפים עמודתיים ככל שניתן.