Il protocollo descritto mira al recupero di cellule da un filo funzionalizzato (denominato dispositivo) per ex vivo l'analisi genomica unicellulare. Abbiamo testato tre linee cellulari EpCAM-positivi (HT-29, LNCaP e VCaP), ma in linea di principio, questo metodo può essere applicato a qualsiasi linea cellulare che esprime EpCAM. Cellule bersaglio EpCAM-positivi possono essere presentate al dispositivo come sospensione cellulare puro (Vedi 2.1.) o misto in un surplus di cellule della priorità bassa (ad es. periferico del sangue, vedere 2.2.). Considerando che soprattutto quest'ultimo potrebbe essere utilizzato per testare le capacità di isolamento in condizioni di rara delle cellule, la messa a punto del numero delle cellule allegate al filo può essere fatto utilizzando il basso volume descritto approccio (Vedi punto 2.3.). Differenze tra linee cellulari sono da attendersi, densità delle cellule adatto per la ricarica il filo, rotazione velocità così come tempo di incubazione devono essere testati empiricamente valutando il numero di cellule allegate utilizzando un microscopio di immunofluorescenza.
Per applicazioni a valle genomiche a livello di singola cellula WGA, è richiesto. Il metodo WGA di scelta può variare tra i laboratori e, in linea di principio, il nostro metodo è aperto a tutti i metodi che può gestire campioni ottenuti da micromanipolazione o laser microdissection. In questo protocollo, utilizziamo un metodo basato sul DNA enzimaticamente frammentato a causa di una migliore performance rispetto ad un calore-frammentazione basato WGA7. Opzionale, singole cellule possono essere inoltrate ad isotermico WGA permettendo successivo DNA profiling20,21.
Il protocollo descritto mira al recupero di cellule intatte dopo essere stato collegato a una nuova generazione di fili funzionalizzati per l'analisi genomica di cella singola. La prima generazione di fili funzionalizzati, che rappresentano anche i dispositivi di arricchimento solo CE-approvato in vivo sul mercato finora, sono stata utilizzata per l'enumerazione CTCs in malati di cancro metastatizzato. Precedenti pubblicazioni e i nostri dati suggeriscono la tecnica di isolamento in vivo per essere più sensibile rispetto all'attuale tecnologia gold standard2. Quindi, dotare questa tecnica di isolamento in vivo con una funzionalità di ripristino come realizzato nel dispositivo permette che unisce alto recupero CTC con caratterizzazione a livello di singola cellula.
Tuttavia, il dispositivo non viene cancellato per l'uso in pazienti, quindi, non sono disponibili dati clinici. Applicazioni ex vivo (cioè isolare CTCs da sangue periferico dopo il campionamento) non sono raccomandati come la tecnologia si adatta le impostazioni presenti nel cubitale invano, ad es. basso diametro della vana (aumentando la probabilità di contatto diretto tra CTCs e cattura gli anticorpi) e tempo di lunga conservazione (30 min, consentendo di 2-3 L di sangue per far passare il filo). Tuttavia, come indicato nella sezione 2.2. cellule bersaglio possono anche essere isolate da campioni misti7.
Una limitazione di corrente del metodo è il recupero inefficiente delle cellule non fissati dopo distacco dai fili. Questo, tuttavia, potrebbe essere migliorata da una fase di fissazione delle cellule prima del trattamento di distacco.
In sintesi, questo protocollo è un primo passo verso l'uso combinato di una tecnica di isolamento in vivo con recupero delle cellule per caratterizzare geneticamente le cellule singole. Bisogno di ulteriori sforzi affrontare l'ottimizzazione del recupero delle cellule e liquidazione per la sua applicazione in pazienti1,2. Tuttavia, la medicina personalizzata per le decisioni di trattamento, monitoraggio e terapia esula enumerazione di CTCs. Pertanto, questo metodo è un primo passo verso la caratterizzazione genomica di CTC a livello di singola cellula.
Le applicazioni verso l'analisi del trascrittoma di singola cellula sembrano attuabile come vengono raccolte le cellule intatte. Tuttavia, resta da valutare se la procedura di recupero ha un impatto sull'integrità di RNA (es. inoltro recuperati celluli alla lisi diretta seguita da RT-qPCR22). In caso di successo, caratterizzazione delle singole cellule (per esempio CTCs) può essere spostata al livello del trascrittoma, consentendo un'analisi più dettagliata. A questo proposito, RNA-seq utilizzando Smart-seq2 fornisce un prezioso strumento per analisi a valle del RNA di singole cellule, come il cDNA preamplificato (ottenuto durante la preparazione della biblioteca di RNA-seq) possa essere sottoposti a PCR quantitativa. Questo vi permetterà una destinazione combinato e screening-base di analisi di singole cellule recuperate22,23.
I fili funzionalizzati attuali sono basati sugli anticorpi anti-EpCAM che è un marker epiteliale ampiamente utilizzato per la selezione positiva di CTCs24. Come diversi CTCs potrebbe downregulate marcatori epiteliali quali i cytokeratins o EpCAM25, l'aggiunta di anticorpi ad esempio HER2/new aumenterebbe la possibilità di isolamento CTC. Diversi anticorpo basato arricchimento strategie sviluppate e recensite da Ferreira et al. nel 201626. Una miscela di anticorpi immobilizzati su un filo potrebbe essere un miglioramento futuro della tecnologia che porta all'isolamento di un numero superiore e ulteriori sottotipi di CTCs.
È obbligatorio per tutti i passaggi che coinvolgono filo movimentazione per mantenere la parte funzionale del filo immerso in soluzione al fine di mantenere la sua funzionalità. Si consiglia di posizionare il filo in 1X PBS durante la valutazione (microscopio; ad es. punti 3.1. -3.3.) e deposito. Al fine di evitare macchie inappropriati, si consiglia di uso fresco preparato soluzione colorante nei passaggi 1.2.1. e 1.2.2. Cellule debolmente marcate ostacolano cella contando sul filo e possono condurre a sottovalutazione delle cellule collegate.
È necessario evitare di collegare la pipetta di Pasteur con il tappo di gomma quando si inserisce il filo nella pipetta Pasteur per caricamento successivo della sospensione delle cellule (passo 2.3.4.). Il tappo di gomma è usato per tenere il filo in posizione in modo che la parte funzionale è situata all'interno della punta della pipetta Pasteur. Se il tappo è fissato troppo saldamente alla parte posteriore della pipetta Pasteur, caricamento della sospensione delle cellule non è possibile. In questo caso, di facilitare il tappo tale che l'aria che si è spostata da una sospensione cellulare caricato può lasciare la pipetta.
Piegare il filo è cruciale per il suo orientamento durante la cella conteggio nei passaggi 3.2. e 3.3. Montare i fili utilizzando il nastro adesivo, tale che la fine non funzionali del filo arriva a mentire su un lato. Dopo la scansione dell'intera lunghezza della parte funzionale, il filo è rotolato 180° quindi l'altra metà del filo funzionale possa essere scansionata. Questo passaggio è importante per gli esperimenti iniziali valutare il numero di cellule in transito. Una volta che viene valutato il numero di celle per una certa linea cellulare e procedura, la procedura può essere ripetuta senza conta cellulare (ad es. solo il controllo per la presenza di cellule o omettere questo passaggio). Attenzione il pipettaggio è fondamentale per evitare la perdita delle cellule quando si riduce il volume del surnatante nel passaggio 4.8. Assicurarsi di pipettaggio è svolto senza intoppi senza causare turbolenze al pellet.