Coltura organotypic è un eccitante nuovo metodo per ricapitolare il tessuto con la comodità di un ambiente in vitro . Attualmente, laboratori crescono organoids da molti tipi di tessuti per vari endpoint. I metodi descritti in questa carta riassumono gli endpoint utili ed evidenziare nuove tecniche per caratterizzare completamente culture 3D primario delle cellule della prostata.
Ci sono una varietà di ricette di media per la coltivazione delle cellule della prostata primaria umana organoids5,6,13. Mentre tutti ottenere risultati comparabili e praticabile, supporti basati su KSFM13 utilizza additivi minimi così è descritto qui. Inoltre, i lavori sono stati pubblicati utilizzando concentrazioni multiple per gel "matrix", dal 10% al 75% al cultura della prostata organoids5,6,13. Perché il gel "matrix" è un reagente costoso, e 33% gel "matrix" ha dimostrato di essere sufficiente per coltivare a lungo termine (2-3 settimane), organoids valida, unclumped13, questa è la concentrazione consigliata. Tuttavia, il gel "matrix" può variare in concentrazione proteica tra numeri di lotto, quindi questo dovrebbe essere preso in considerazione quando placcatura. Si consiglia inoltre di acquistare gel "matrix" in massa per l'utilizzo attraverso esperimenti multipli per ridurre l'incoerenza tra i lotti. Altri laboratori hanno pubblicato diversi formati per la placcatura di gel "matrix", come le goccioline invece di rivestimento una piastra a 96 pozzetti ben5. Entrambi i metodi formano organoids praticabile, ma il formato descritto qui permette affinchè le cellule piastrate più scarsamente, che ha dimostrato di promuovere l'espansione delle cellule in più grandi organoids13. Tuttavia, placcatura densità deve essere ottimizzato in base al largo efficienza di formazione di paziente-specifici. Matrice gel è disponibile in molti formati tra cui il fattore di crescita-ridotto, privo di rosso fenolo, ad alta concentrazione, ecc. Fattore di crescita-ridotto è raccomandato per definite condizioni di coltura e privo di rosso fenolo è consigliato quando si lavora con le cellule che esprimono GFP o in esperimenti che comportano l'acquisizione di immagini di z-stack. È fondamentale che qualsiasi procedura di placcatura gel matrice essere eseguita con reagenti ghiacciati, come gel "matrix" si solidifica rapidamente a temperatura ambiente.
Organoids coltivate in diversi trattamenti sperimentali possono provocare i cambiamenti alla forma, così luminoso-campo imaging è ampiamente utilizzato per studiare i fenotipi morfologici osservati. Tuttavia, la registrazione e quantificare la zona o la forma è una sfida per due motivi: bias di selezione 1) durante l'acquisizione di immagini e 2) applicando un parametro bidimensionale come zona ad un campione tridimensionale. Una strategia di acquisizione di immagini consiste nel registrare un campo casuale e misurare un numero predeterminato di organoids in quel campo, ma questo può creare bias durante la selezione, e tutte le organoids nel campo selezionato potrebbe non essere a fuoco. Formazione immagine di intero-ben ottimizzata per il formato micropiastra a 96 pozzetti Elimina questo bias di campionamento raccogliendo la popolazione intera organoid di interesse. Tuttavia, a seconda degli obiettivi del microscopio su mano, più campi potrebbero essere necessario essere raccolti e piastrellati al fine di ottenere un'immagine di intero-pozzo. Alcuni laboratori sono descritti da un singolo piano z12dell'area di misura, ma per catturare tutte le organoids a fuoco, si consiglia di raccogliere e impilare piani multipli in un singolo EDF-immagine13. In alcuni casi, un menisco nel gel matrice potrebbe causare vignettatura dell'immagine, e metodi di correzione del fondo potrebbero essere necessario essere applicato utilizzando software di analisi di immagine. Volume esatto è idealmente la misura più appropriata per dimensione organoid; Tuttavia, questo è difficile da ottenere con precisione, anche con immagini multiple di z-stack. Altre dimensioni morfologiche utili, come circolarità e rapporto di massima/minima, possono essere facilmente calcolati da tutti i organoids in un'immagine EDF di tutto-bene. Insieme, questi metodi superare sfide bias di campionamento e consentono una misurazione dei parametri 2D da oggetti 3D in uno spazio 3D.
Fissazione in formalina e inclusione in paraffina dei organoids è un metodo comune per ottenere ematossilina ed eosina (H & E), immunoistochimica (IHC) e macchiatura immunofluorescente (IF) per la visualizzazione e l'analisi6,11, 20. Tuttavia, le pubblicazioni che hanno descritto questa tecnica mancano completi dettagli sul processo di incorporamento. Inoltre, l'individuazione di organoids all'interno del blocco di paraffina può essere impegnativo. Alcuni laboratori pre-macchiano organoids con trypan blu prima di incorporare agli aiuti in posizione durante il sezionamento11. Il metodo qui descritto incorpora l'uso di un colorante istologico per orientamento del gelplug organoid/istologia durante l'incorporamento per promuovere l'efficienza di taglio. Diapositive di H & E facilitano l'esame di necrosi, la struttura nucleare e proliferazione, e deve quindi essere un endpoint obbligatorio per organoid cultura per garantire che le cellule sono sane per la sfera. Un punto di forza della cultura organoid è che i campioni sono costituiti da una miscela eterogenea di cellule che assomigliano meglio nel vivo tessuto del paziente. Nella prostata, ad esempio, sia cellule basali di Luminale sono presenti in organoids della prostata5, mentre le cellule coltivate in 2D mancanza luminal differenziazione8. Per valutare la differenziazione organoid, è consigliabile che i ricercatori valutano basali marcatori quali CK5 e p63 e luminal come recettori per gli androgeni e CK88. Eventuali altre proteine sperimentale di interesse possono essere studiate anche utilizzando queste tecniche di colorazione.
Sebbene FFPE sezioni consentono la visualizzazione delle cellule residenti nel compartimento interno via istologica metodi (H & E, se, IHC), immagini sono limitati a sezioni trasversali e organoid forma può essere modificato tramite il processo di incorporamento. Intero-monta la macchiatura consente un organoid essere macchiato e osservato in situ, preservando fenotipi morfologici e permettendo immagini di localizzazione della proteina. Intero-montaggio è uno strumento utilizzato per colorare campioni del intero-tessuto o intero-animale, come l'embrione di pesce zebra o il mouse e si adatta facilmente per organoids. La tecnica qui descritta è stata modificata dalla procedura da Mahéet al. 11, che dettagli la crescita iniziale e la cultura dei organoids gastrointestinale direttamente in una diapositiva di alloggiamento per la colorazione e richiede la fissazione della cultura intera genitore. Il metodo descritto qui comporta il trasferimento di un singolo organoid (o organoids) di interesse in una diapositiva di camera al momento della colorazione. Questo consente la selezione di singoli organoids per analisi di intero-monta in un esperimento in corso senza fissazione della cultura padre. Quando si esegue intero-monta colorazione, è necessario ottimizzare la permeabilizzazione e il tempo di incubazione per anticorpi primari e secondari garantire la penetrazione in tutto il campione (ovunque da uno o più giorni è consigliato). Una volta ripreso tramite microscopia confocale, rendering 3D può essere prodotto per attivare la visualizzazione e la localizzazione di una proteina specifica e calcolare il numero di cellule positivamente marcate presenti in un campione. Citometria a flusso è un endpoint utile quantificare popolazioni di basale, luminal, o cellule staminali5,14. Per effettuare questa operazione, le cellule sono recuperate dal gel matrix e delicatamente dissociate per la colorazione. Gli utenti devono selezionare attentamente gli indicatori appropriati per separazione sulla base della letteratura attuale. Per cellule epiteliali prostatiche primarie umane, CD26 e CD49f sono marcatori adatti luminal e basali, rispettivamente5,21.
In sintesi, questo protocollo dettagli sperimentali endpoint, raccolta e crescita umano primario della prostata organoid. Da notare, la tecnica di montaggio descritta può applicarsi ad una varietà di altri saggi che sono normalmente impiegate per celle 2D, ad esempio fluorescente esperimenti basati su sonda guardando19di proliferazione, apoptosi e macchie organello subcellulare. Inoltre, il metodo di raccolta e dissociazione qui descritto potrebbe essere utilizzato in preparazione per cella singola sequenziamento del RNA,18. Collettivamente, questo dimostra la possibilità per una varietà di romanzo, gli endpoint di alta fedeltà che i ricercatori in grado di ottimizzare ed esplorare in futuro.