קביעת תדירות שדה מיטבית לטיפול בגידול מעכב עבור תאים סרטניים: שיטה לא פולשנית במבחנה להערכת ההשפעה של TTFields על כדאיות התא הסרטני

שדות טיפול בגידול, או TTFields, משתמשים בשדות חשמליים מתחלפים כדי לשבש את התפשטות התאים הסרטניים. כדי לחקור את ההשפעה של TTFields על תאים סרטניים במבחנה, התחילו בהרכבת כלים תואמים ל-TTFields על גבי צלחת בסיס. זוג אלקטרודות הממוקמות על דפנות הכלים עוזרות להעביר שדות חשמליים פנימיים.

הניחו כיסוי זכוכית בתוך הכלי המורכב. זרע טיפה של תרחיף תאים סרטניים על הכיסוי. דגירה כדי לאפשר לתאים להתיישב ולהיצמד למשטח הכיסוי. השלך את המדיה המבוזבזת. השלם אותו עם מצע גידול טרי כדי לתמוך בצמיחה והתרחבות של תאים סרטניים.

העבר את המכלול לסביבה מקוררת כדי לפצות על חימום הכלים במהלך יישום שדה חשמלי. לאחר מכן, חבר את המכלול לאספקת חשמל. הכניסו את התאים לשדה חשמלי מתאים למשך הזמן הרצוי.

בתוך תאים המתחלקים במהירות, השדה המופעל גורם למולקולות טעונות כמו דימרים טובולין וספטין להתיישר בכוח לכיוונו. מנגנון זה מפריע לאירועים מיטוטיים מרכזיים כמו פילמור מיקרו-צינורות ולוקליזציה של סיבי ספטין. המעצר המיטוטי שנוצר מעורר אפופטוזיס המוביל למוות של תאי הגידול.

כדי להתחיל, התקינו צלחות TTFields עם כיסויים על צלחת בסיס והכינו 8 כלים נוספים שישמשו לגידול תאי בקרה. הניחו כיסוי סטרילי בגודל 2 מילימטר בתחתית כל מנה. לאחר מכן, השעו 5 פעמים 10 לתאי U-87 MG הרביעיים במיליליטר אחד של מדיום DEM.

המספר המתאים של תאים מצופים בכל צלחת תלוי בתכונות קו התאים בשימוש. חיוני לכייל אותו לפני הניסוי על מנת למנוע צמיחת יתר של תאים.

שפכו 200 מיקרוליטר של מתלה התא על כל כיסוי כך שנוצרת טיפה על פני השטח שלו ומכסים את הכלים במכסים. דגרו על כל המנות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס, 5% פחמן דו חמצני למשך הלילה כדי לאפשר לתאים להידבק.

לאחר חיבור התאים, שאפו את המדיה מהחלקות באמצעות פיפטה של 200 מיקרוליטר. לאחר מכן, שפכו בזהירות 2 מיליליטר של מצע גידול מלא על כל מנה. הקש בעדינות עם קצה פיפטה סטרילי על שולי הכיסוי כדי לשחרר בועות אוויר שנתפסו מתחת לשקופית.

לאחר מכן, יש לדגור על התאים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס, 5% פחמן דו חמצני עד לתחילת הטיפול ב-TTFields. כדי להתחיל בטיפול ב-TTFields, הוציאו את לוחית הבסיס מהאינקובטור בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס והניחו אותה באינקובטור פחמן דו חמצני בקירור.

טמפרטורת החממה המקוררת תקבע את עוצמת השדה החשמלי. חשוב להשתמש בעוצמה המתאימה, התלויה ברגישות התאים ל-TTFields.

לאחר מכן, חברו מחבר נקבה עם כבל שטוח ללוחית הבסיס והפעילו את מחולל TTFields. פתחו את התוכנה הייעודית למערכת יישומי TTFields במבחנה. לאחר הגדרת מחקר חדש על ידי הזנת שמות הניסוי והנסיין, התאם את התדירות וטמפרטורת היעד עבור כל מנה.

לחץ על כפתור START כדי להתחיל את הטיפול ב-TTField בתוכנה ובדוק אם כל הכלים מופיעים בצבע כחול בהיר על הצג, מה שמאשר את החיבור התקין שלהם. כדי ליצור מחדש את החיבור, לחץ בעדינות על הכלי כלפי מטה וסובב אותו לאט קדימה ואחורה עד שהצלחת נראית כחול בהיר על המסך.

לאחר 24 שעות מהטיפול, הפסק את הניסוי בתוכנה על ידי לחיצה על PAUSE. נתק את מחבר הכבל השטוח מלוחית הבסיס ולאחר מכן הנח את לוחית הבסיס בארון הזרימה הלמינרית.

לאחר מכן, הסר את צלחת הבסיס עם הכלים ותאי הבקרה הגדלים בתנאים סטנדרטיים מהחממות שלהם. החלף את המדיום בכל הכלים במדיום גידול שלם וטרי. לאחר מכן, הנח את תאי הבקרה בחממה של 37 מעלות צלזיוס, 5% פחמן דו חמצני והחזיר את לוחית הבסיס לחממה המקוררת.

חבר מחדש את לוחית הבסיס לגנרטור. המשך את הטיפול על ידי לחיצה על כפתור המשך. לאחר סיום הטיפול, סיימו את הניסוי על ידי לחיצה על כפתור END EXPERIMENT בתוכנה. לאחר מכן, שמור את הנתונים שהועלו מהמערכת.

לאחר כיבוי הגנרטור TTFields, נתקו את הכבל השטוח מלוחית הבסיס והוציאו את המערכת מהאינקובטור. לחץ כלפי מטה וסובב את צלחת הקרמיקה נגד כיוון השעון כדי לנתק אותה מצלחת הבסיס.

לאחר מכן, העבירו באופן אספטי את הכיסויים שטופלו ב-TTFields לכלי פטרי סטריליים המכילים מדיום טרי להערכה נוספת.

• Tumor Treating Fields (TTFields) - An approach using alternating electric fields to disrupt the growth of cancer cells.
• Cancer cell viability - Assessing living, functional cells in a cancer population.
• Microtubule polymerization - The process of building cellular structures vital for cancer cell division.
• Apoptosis - The process of programmed cell death, heightened with TTFields.
• OVCAR3 doubling time - Time it takes for OVCAR3 cancer cell population to double, influenced by TTFields.

• Introduce Tumor Treating Fields (TTFields) - It applies electric fields to interfere with cancer cell growth (e.g., TTF therapy).
• Key Concepts - TTFields can disrupt cellular structures, hindering cancer cell propagation (e.g., microtubule polymerization).
• Underlying Mechanisms - Electric field causes molecules to align and interferes mitotic events triggering cell death (e.g., apoptosis).
• Connect to the Experiment - The investigation tests TTFields effectiveness in reducing OVCAR3 cell viability.

• What are Tumor Treating Fields and how do they affect cancer cell viability?
• What is the role of microtubule polymerization in TTFields?
• How does apoptosis occur as a result of TTFields application?

• Practical Applications - TTFields can be employed as therapeutics for managing cancer (e.g., TTF therapy).
• Industry Impact - Companies like Novocure, developing TTField-based therapies, impact the healthcare industry (e.g., Novocure).
• Societal Importance - TTFields provide a non-invasive, novel approach to disrupt tumor growth (e.g., TTFields).
• Link to Scientific Advancements - TTFields represent a promising avenue for future cancer research.