May 26th, 2026
פרוטוקול זה מתאר שיטה יעילה ליצירת אורגנואידים של קרצינומה כבדית, יישום טיפול תרופתי וביצוע ריצוף RNA חד-תאי לפני ואחרי הטיפול לאפיון שינויים שעתוקיים הקשורים לטיפול.
אנו מתמקדים באיך אורגנידי HCC מגיבים לטיפול תרופתי וכיצד המחקרים התרגומיים שלהם משתנים בעבודה. פרוטוקול זה שימושי לאורגנואידים של HCC, וניתן להתאים אותו גם למערכות אורגנואידיות גידוליות אחרות. כדי להתחיל, יש לבסס קרצינומה כבדית או אורגנואידים שמקורם בחולה HCC, ולהכין אותם להפרעה טיפולית.
הכינו את תמיסת המלאי של לנבטיניב בדימתיל סולפוקסיד, או DMSO, לפי הוראות היצרן. מדלל את תמיסת המקור במדיום התרבית לפני החימום מיד לפני השימוש לריכוז העבודה המוגדר מראש. הכינו מספיק תמיסה כדי להשיג נפחים סופיים שווים בכל הבארות, תוך הבטחת אותו ריכוז DMSO בכל באר.
לאחר מכן, הוסיפו מדיום המכיל לנווטיניב בעומק 20 מיקרומולר לאורך קיר כל באר כדי למנוע הפרעה לכיפות המטריצה. כלול בקרת רכב עם אותו ריכוז סופי של DMSO. דגרו את האורגנואידים בתנאי תרבית סטנדרטיים לתקופת הטיפול המוגדרת מראש.
לטיפולים העולים על 72 שעות, יש להחליף את המדיום המכיל תרופות כל 48 עד 72 שעות, כדי להבטיח לוח זמנים עקבי להחלפה בכל הבארות. הקליטו תמונות בסיס בשדה בהיר לפני הטיפול. לצלם תמונות במרווחים קבועים במהלך הטיפול באמצעות הגדרות מיקרוסקופ זהות, הגדלה ומיקומי שדה זהים.
להערכה מבוססת מורפולוגיה של תגובת הטיפול, השתמשו בהגדרות חשיפה זהות, הספי הגדלה וניתוח לכל התמונות. מדדו את עקומת הגדילה של שטח האורגנואיד על ידי חישוב שטח האורגנואיד הכולל, לכל באר או שדה, בכל נקודת זמן, ונרמול הערכים לבסיס. כדי למדוד את קוטר האורגנואיד הממוצע, קבעו את קוטר האורגנואידים השלמים וחישבו את הערך הממוצע לכל באר.
לאחר מכן, קבעו את ספירת האורגנואידים ששרדו על ידי ספירת אורגנואידים שלמים מזוהים מורפולוגית, תוך הוצאת פסולת או שברים שהתמוטטו. בצע בדיקת חיוניות זוהרת תלת-ממדית בנקודת הטיפול אם נדרשת הערכת כדאיות נפוצה נוספת לפי הוראות היצרן. לאחר מכן, שרטט את עקומות הצמיחה של אזור האורגנואיד לאורך זמן.
השווה את קוטר האורגנואיד הממוצע בין קבוצות שטופלו ברכב לבין קבוצות שטופלו בלנווטיניב. כמו כן, השווה ספירות אורגנואידים ששרדו בין קבוצות הטיפול. יש להבטיח שימוש בלוחות זמנים עקביים של הדמיה, קריטריוני הכללה ופרמטרי ניתוח כדי להבטיח שחזוריות.
בחר בארות אורגנואידיות עם מורפולוגיה תלת-ממדית שלמה, חומר מספיק ללכידה של תא יחיד, וללא זיהום נראה לעין. הקליטו תמונות שדה בהיר של כל אחת שנבחרו זמן רב לפני הדיסוציאציה באמצעות הגדרות מיקרוסקופ, הגדלה וקריטריוני בחירת שדה זהים. לאסוף אורגנואידים בנקודות זמן תואמות בין קבוצות ביקורת וקבוצות מטופלות, תוך שמירה על צפיפות ציפוי זהה, לוח זמנים לטיפול ותנאי החלפת מדיום בכל הדגימות.
שאפו את מדיום התרבות במלואו מכל באר. שטפו כל באר פעמיים עם PBS קר כדי להסיר שארית מדיום ופסולת. הוסיפו מיליליטר אחד של תמיסת התאים קרים לכל באר, ודגרו על קרח במשך 20 עד 30 דקות.
פיפט בעדינות כל חמש עד שבע דקות במהלך הדגירה כדי להקל על התמוססות המטריצה. העבר את החומר המומס לצינורות מקוררים מראש באמצעות קצה פיפטה רחב או חתוך כדי למזער את העומס. יש לעבור לדיסוציאציה אנזימטית רק לאחר שהמטריצה מוסה ברובה ונשארות שאריות ג'ל מינימליות נראות.
צנטריפוגה את המתלה האורגני שהוחזר ב-300 G למשך חמש דקות בטמפרטורה של ארבע מעלות צלזיוס. הסר את הסופרנטנט בזהירות מבלי להפריע לכדור. השעה מחדש את הכדור במיליליטר אחד של אנזים דיסוציאציה של תאים רקומביננטיים, ודגרו בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך חמש עד עשר דקות.
פיפט בעדינות שמונה עד עשר פעמים כל שתי עד שלוש דקות, תוך שימוש בקצה P1000 רחב קידוח, כדי לעודד דיסוציאציה. עצור את העיכול כאשר רוב שברי האורגנואידים התפזרו לתאים בודדים, ונשארו רק אשכולות קטנים שנותרו. לאחר מכן, הוסף ארבעה מיליליטר של PBS קר ומכיל 2% סרום בקר עוברי כדי לעצור את העיכול.
לאחר מכן, סנן את המתלה דרך מסננת תאים של 40 מיקרומטר. שטוף פעם אחת עם PBS כדי להסיר שאריות אנזימים, אגרגטים ופסולת. ספרו את התאים באמצעות הדרה של טריפאן בלו.
לאחר הבטחת עמידות התא של 85% ומעלה, כוונו את ריכוז התאים הסופי ל-700 ל-1,200 תאים למיקרוליטר. החריגו דגימות עם פסולת מופרזת, תאים מתים בשפע, אגרגטים גדולים גלויים או דיסוציאציה לא שלמה. יש לחזור על הסינון לפני הטעינה אם קיימים אגגטים.
בקרת תהליך ודגימות מטופלות בתנאים זהים, כולל אנזים הדיסוציאציה, זמן העיכול, תדירות הפיפטרציה, שיטת הסינון, ריכוז התאים ואסטרטגיית הטעינה. לבסוף, לאחר הגברה בספריית תא יחיד, יש לבצע ריצוף תא יחיד. אורגנואיד שרד והתרחב בתנאי תרבית תלת-ממדיים סטנדרטיים מהיום הראשון ועד היום השישי לאחר ההחלמה.
ביום הראשון, אורגנואידים הופיעו כמבנים קומפקטיים קטנים, בעוד שביום השישי הם הפגינו גודל מוגבר ומורפולוגיה מוגדרת היטב. אורגנואידים שטופלו בלנווטיניב היו קטנים יותר, והציגו מורפולוגיה משתנה בהשוואה לקבוצת הביקורת שטופלו ב-DMSO. ניתוח כמותי הראה ירידה בקוטר האורגנואיד הממוצע לאחר טיפול בלנווטיניב, בהשוואה לביקורת של DMSO.
פרוטוקול זה מאפשר לנו לחקור שינויים במצב התא, בהרכב התאים ובביטוי הגנים לאחר הטיפול. האתגר הגדול ביותר הוא שמירה על חיוניות התאים, תוך שמירה על עיבוד פשוט ועקבי בכל הקבוצות. ניתוח תאי במורד הזרם יכול להתבצע בהתאם לתהליך זה, כולל אשכולות, ניתוח ניסויים גנטיים שונים, ניתוח העשרת מסלולים והסקת אוצר.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
This article presents a standardized workflow for generating hepatocellular carcinoma (HCC) organoids, applying drug treatment, and performing single-cell RNA sequencing to analyze transcriptional changes before and after treatment. The protocol is robust, scalable, and adaptable to other tumor organoid systems, enabling detailed characterization of cellular composition and gene expression changes associated with drug exposure.