Articolo metodologico

Isolamento e caratterizzazione dei modelli organoidi dell'adenocarcinoma duttale pancreatico derivato dal paziente

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DOI:

10.3791/60364

14 gennaio 2020

In questo articolo

Sommario

Le colture organoidi derivate dal paziente dell'adenocarcinoma duttale pancreatico sono un modello tridimensionale rapidamente stabilito che rappresenta i compartimenti delle cellule tumorali epiteliali con alta fedeltà, consentendo la ricerca traslazionale in questa malignità letale. Qui, forniamo metodi dettagliati per stabilire e propagare gli organoidi, nonché per eseguire saggi biologici pertinenti utilizzando questi modelli.

Abstract

L'adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) è tra le neoplasie più letali. Recentemente, sono stati descritti metodi di coltura organoide di nuova generazione che consentono la modellazione tridimensionale (3D) di questa malattia. I modelli organoidi (PDO) derivati dal paziente possono essere isolati sia da campioni chirurgici che da piccole biopsie e si formano rapidamente nella coltura. È importante sottolineare che i modelli organoidi conservano le alterazioni genetiche patogene rilevate nel tumore del paziente e sono predittivi della risposta al trattamento del paziente, consentendo così studi traslazionali. Qui, forniamo protocolli completi per adattare il flusso di lavoro della coltura tissutale per studiare modelli 3D, a matrice incorporata e organoidi. Vengono descritti in dettaglio i metodi e le considerazioni per l'isolamento e la propagazione degli organoid PDAC primari. Inoltre, descriviamo come i supporti organoidi su misura sono preparati e la qualità controllata in laboratorio. Infine, descriviamo i saggi per la caratterizzazione a valle dei modelli organoidi come l'isolamento degli acidi nucleici (DNA e RNA) e il test farmacologico. È importante sottolineare che forniamo considerazioni critiche per l'implementazione della metodologia organoide in un laboratorio di ricerca.

Introduzione

L'adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) è una malattia letale caratterizzata da diagnosi tardiva nella maggior parte dei pazienti, mancanza di terapie efficaci e un basso tasso di sopravvivenza globale a 5 anni che rimane inferiore al 10%1. Solo il 20% dei pazienti viene diagnosticato con una malattia localizzata adatta per l'intervento chirurgico curativo2,3. I restanti pazienti sono tipicamente trattati con una combinazione di agenti chemioterapici che sono efficaci in una minoranza di pazienti4,5. Per rispondere a queste ....

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Protocollo

Tutta la raccolta di tessuti umani per uso di ricerca è stata rivista e approvata dal nostro Internal Review Board (IRB). Tutti i seguenti protocolli vengono eseguiti in condizioni asettiche in un ambiente di laboratorio di coltura dei tessuti mammiferi.

1. Preparazione dei supporti

  1. Preparazione dei supporti condizionati.
    NOTA: I supporti organoidi pancreatici umani richiedono abbondanti fattori di crescita e sostanze nutritive, nonché il completamento dei supporti condizionati per fornire una stimolazione sufficiente della crescita per l'espansione degli organiidi. Entrambi i mezzi condizionati descritti di seguito sono prepar....

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Risultati

Per illustrare le sfide associate all'isolamento degli organoidi dal PDAC, mostriamo la creazione di una coltura organoide derivata dal paziente da un piccolo campione di tumore ipocellulare. Dopo la placcatura iniziale, solo pochi organoidi erano visibili per bene, come mostrato Figura 1. Gli organiidi sono stati autorizzati a crescere più grande nel corso della durata di 2 settimane e sono stati passaggi secondo il nostro protocollo per stabilire una cultura più robusta, come mostrato nel .......

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Discussione

Qui presentiamo i protocolli attuali per isolare, espandere e caratterizzare gli organoidi PDAC derivati dal paziente. Il nostro attuale tasso di successo nell'stabilire la cultura organoide è superiore al 70%; pertanto, questi metodi non sono ancora stati perfezionati e si prevede che miglioreranno ed evolvono nel tempo. Si dovrebbe considerare importante la dimensione del campione, in quanto il PDAC ha una bassa cellularità neoplastica. Di conseguenza, piccoli esemplari conterranno poche cellule tumorali e genereranno .......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Siamo grati per il supporto dell'UC San Diego Moores Cancer Center Biorepository and Tissue Technology Shared Resource, membri del laboratorio Lowy, e del Dipartimento di Chirurgia UC San Diego, Divisione di Oncologia Chirurgica. AML è generosamente sostenuta da NIH CA155620, un SU2C CRUK Lustgarten Foundation Pancreatic Cancer Dream Team Award (SU2C-AACR-DT-20-16), e donatori del Fondo per la cura del cancro pancreatico.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Pipetta a 12 canali (p20, p100 o p200) con puntali
piastre a 12 pozzettiOlympus25-106
Provette coniche LoBind da 15 mlEppendorfEP0030122208
provetta da 15 ml Rotatore e/o nutatore
37 ° C CO2 incubatore
37 ° C bagnomaria
384 piastre a pozzettiCorning4588Attacco ultra basso, nero e otticamente trasparente
A 83-01TOCRIS2939
ADV DMEMThermoFisher12634010
EGF umano ricombinante senza animaliPeprotechAF-100-15
Contatore
Integratore B27ThermoFisher17504044
Soluzione di recupero cellulareCorning354253Reagente che depolimerizza l'estratto della membrana basale a 4 gradi C
CellTiterGlowPromegaG7570Reagente per la vitalità delle cellule di luminescenza
CloroformioSigmaC2432
Computer
CryoStor CS10StemCELL Tech07930Soluzione di congelamento cellulare
Cultrex R-spondin1 (Rspo1) CelluleTrevigen3710-001-K
DMEMATCC30-2002
DNase ISigmaD5025
Stampante per farmaciTecanD300eQuesta è la stampante per farmaci che utilizziamo nel nostro laboratorio
Excelper l'analisi dei dati
Forcipe Graefe extra fineStrumenti per la scienza fine11150-10
FBSThermoFisher16000044
G-418ThermoFisher10131035
gastrina I (umana)TOCRIS3006
Delicata collagenasi/ialuronidasiSTEMCELL Tech7919
GlutaMAXThermoFisher35050061soluzione di glutammina
GraphPad PrismaPer l'analisi dei dati
HEPESThermoFisher15140122
coltura tissutale a flusso laminare
Luminometro
L-Wnt-3A che esprime celluleATCCCRL-2647
Soluzione di conservazione dei tessuti MACSMiltenyi biotec130-100-008
Matrigel MatrixCorning356230Estratto di membrana basale (BME), fattore di crescita ridotto
Mr. Frosty Freezing Contenitore:ThermoFisher5100-0001
N-acetilcisteinaSigmaA9165
nicotinamideSigmaN0636
p1000 pipetta con puntali,
p200 pipetta con puntali
PBS,ThermoFisher10010049
Penicillina/StreptomicinaThermoFisher15630080
primocinInvivoGenant-pm-2
Unità filtranti a flusso rapido (0,2 & micro; m)ThermoFisher121-0020
Umano ricombinante FGF-10Peprotech100-26
Noggin murino ricombinantePeprotech250-38
Bisturi monouso sterili, lama #10VWR89176-380
Centrifuga
tissutali Piatti per colture tissutali 10 cmOlympus25-202
TRIZolThermoFisher15596018Soluzione di fenolo acido
TrypLE ExpressThermoFisher12605010
Y-27632SigmaY0503
ZeocinThermoFisherR25001
di cellule automatizzatoCappa per , , , , per colture

Riferimenti

  1. Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics, 2018. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 68 (1), 7-30 (2018).
  2. Khorana, A. A., Mangu, P. B., Katz, M. H. G. Potentially Curable Pancreatic Cancer: American Society of Cli....

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Organoidi derivati da pazientiIsolamento di organoidiEstratto di membrana basaleSoluzione per il recupero cellulareDissociazione in singole celluleProtocollo di test dei farmaciIsolamento degli acidi nucleiciCaratterizzazione degli organoidiSaggio di farmaci citotossici

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