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Questo studio è stato condotto in stretta conformità con le raccomandazioni contenute nella Guida per l'Università della California di San Diego (UCSD) Institutional Review Board (IRB). IRB #090401 Approvazione è stata ricevuta dall'UCSD Institutional Review Board (IRB) per raccogliere campioni chirurgici dai pazienti per scopi di ricerca. Un consenso informato è stato ottenuto da ogni paziente e un campione chirurgico di metastasi della prostata ossea è stato ottenuto dalla riparazione ortopedica di una frattura patologica nel femore. I protocolli sugli animali sono stati eseguiti nell'ambito del protocollo approvato dall'Università della California a San Diego (UCSD) e dal protocollo approvato dal Comitato per la cura e l'uso degli animali (IACUC) #S10298. Cellule provenienti da tessuto tumorale del paziente meccanicamente ed enzimaticamente dissociato sono state iniettate intra-femoralmente nel maschio Rag2-/-8 settimane di età maschio Rag2-/--;;c-/- topi come descritto in precedenza17. Il volume del tumore dello xenotrapianto è stato determinato utilizzando un sistema di imaging a bioluminescenza in vivo e misurazioni della pinza. Dopo la crescita del tumore fino a 2,0 cm (la dimensione massima consentita approvato da IACUC), il tumore è stato raccolto per la creazione di organoidi 3D.
NOTA: Figura 1 mostra il flusso di lavoro per la creazione di organiidi di organidi 3D e un numero di protocollo per ogni fase delle procedure sperimentali.
1. Elaborazione dei tessuti tumorali xenotrapianto derivati dal paziente (PDX)
NOTA: Questo è un primo passo per la creazione di organiidi per un tumore derivato da un modello murino xenotrapianto. Questo protocollo è adattato da una precedente pubblicazione di Drost et al.5 e abbiamo modificato le condizioni dei media per includere il completamento del siero ai media organoidi.
- Elaborare il campione di tumore come descritto di seguito.
- Mitire campioni di tumore a 1-3 mm3 pezzi di dimensioni e digerire i campioni con 10 mL di soluzione di dissociazione cellulare per 45 min a temperatura ambiente.
- Per terminare la digestione, aggiungere 20 mL di supporti completi DMEM agli esempi.
- Filtrare la sospensione attraverso un colino cellulare da 70 m. Utilizzare una flangia sterile di stantuffo per spingere qualsiasi tessuto residuo sulla parte superiore del colino cellulare di 70 m.
- Centrifuga a 300 x g per 5 min a 4 gradi centigradi.
- Lavare il pellet cellulare tre volte con un nuovo supporto adDMEM completo. Abbinare il volume dei supporti per il lavaggio e la sospensione con il volume dei supporti suggerito nella tabella 3. Ad esempio, per una condizione di coltura di 24 pozzi, il volume per il lavaggio deve essere di 500.L.
NOTA: come illustrato nella tabella 3, il protocollo è applicabile alle diverse condizioni di impostazioni cultura.
- Determinare il numero di cellule finali utilizzando il colorante blu Trypan e un emocitometro.
- Dopo aver ottenuto il numero di cellule, sospendere il pellet cellulare in 80 : L del 2% FBS in PBS per 2 x 106 cellule tumorali.
- Aggiungete 20 dollari di cocktail di esaurimento delle cellule del topo per 2 x 106 cellule tumorali. Mescolare bene e incubare per 15 min a 2-8 gradi centigradi.
- Regolare il volume a 500 -L con 2% FBS nel buffer PBS per 2 x 106 cellule tumorali.
NOTA: Fino a 1 x 107 cellule tumorali in 2,5 mL di sospensione cellulare possono essere elaborate su una colonna LS.
- Caricare le colonne LS sul separatore di colonna magnetico e posizionare un tubo conico da 15 mL su un rack sottostante per raccogliere il flusso.
- Sciacquare ogni colonna con 3 mL del 2% FBS nel buffer PBS. Scartare il tubo conico con il flusso di lavaggio e sostituirlo con un nuovo tubo conico sterile da 15 mL.
- Aggiungere la sospensione cellulare (fino a 2,5 mL di 1 x 107 cellule tumorali) sulla colonna. Raccogliere flusso attraverso che sarà arricchito con cellule tumorali umane.
- Lavare la colonna due volte con 1 mL del 2% FBS nel buffer PBS.
NOTA: È importante eseguire i passaggi di lavaggio non appena la colonna è vuota. Inoltre, cercare di evitare di formare bolle d'aria.
- Aliquota il volume appropriato di sospensione cellulare a un tubo da 1,5 mL per la coltura desiderata impostata (Tabella 3).
- Centrifugare il tubo da 1,5 mL a 300 x g e 4 gradi centigradi per 5 min.
- Rimuovere e scartare con attenzione il supernatante.
2. Elaborazione dei tessuti tumorali primari del paziente
NOTA: Questo è un primo passo per lo stabilimento organoide.
- Seguire tutti i passaggi 1 tranne il processo di esaurimento delle cellule del topo, che non è necessario per l'elaborazione dei tessuti tumorali primari del paziente.
3. Formare una cupola rotonda attaccata sulla piastra
NOTA: Questo manoscritto descrive tre modi per fare una cupola da una miscela del pellet cellulare e la membrana seminterrato (ad esempio, Matrigel) come mostrato Figura 1 e Figura 2. Nei passaggi 2-4, le cellule e la membrana seminterrato devono essere tenute sul ghiaccio per evitare la solidificazione della membrana seminterrato.
- Risospendere il pellet cellulare nel volume appropriato della membrana del seminterrato (ad es., 40 oL) per una piastra di 24 pozzetti impostata (Tabella 3).
- Pipetta su e giù delicatamente per garantire che le cellule sono ri-sospesi bene nella membrana seminterrato.
- Pipette il volume appropriato (Tabella 3) della miscela di membrana cella-basement (e opzionale 10 -L di adDMEM supporto completo) al centro della piastra di coltura dei tessuti preriscaldato.
- Invertire la piastra e posizionare immediatamente la piastra a testa in giù nell'incubatrice di coltura cellulare CO2 impostata al 5% CO2, 37 gradi centigradi per 15 min. Ciò impedisce alle cellule di assestarsi e aderire al fondo della piastra, consentendo al contempo alla membrana del seminterrato di solidificare.
- Pipette il volume appropriato (Tabella 3) di mezzo preriscaldato contenente 10 .
- Posizionare la piastra a destra all'interno dell'incubatore di coltura delle cellule CO2 (5% CO2, 37 gradi centigradi).
- Cambiare i media ogni 3-4 giorni. Dopo 5-7 giorni, utilizzare il mezzo di coltura senza 10 sM Y-27632 dihydrochlor per mantenere le colture.
4. Formare una cupola galleggiante da una cupola rotonda attaccata sul piatto
- Dopo il passaggio 3.7, staccare la cupola utilizzando un raschietto cellulare.
5. Formare perline galleggianti
NOTA: Questo protocollo è chiamato come perline galleggianti dal momento che la miscela di membrana seminterrato, media, e organoidi sembrano perline.
- Tagliare un pezzo di pellicola di paraffina da 2 pollici x 4 pollici.
- Posizionare la pellicola di paraffina sulla parte superiore dei divots di un portapacchi vuoto da una scatola di punta di plastica da 1000 l.
- Premere delicatamente verso il basso sulla pellicola di paraffina per tracciare i divots utilizzando un dito indice guantato, ma senza sfondare la pellicola di paraffina.
- Spruzzare la pellicola di paraffina con il 70% di etanolo e accendere la lampada UV nella cappa di coltura cellulare per sterilizzare la pellicola di paraffina preparata per almeno 30 min.
- Preparare una miscela di cellule e 20 - L di membrana seminterrato. La densità di semina può essere 50.000 - 250.000 cellule per cupola.
- Pipette la miscela di cellule elaborate dal punto 1 o 2, e 20 l di membrana seminterrato nello stampo del divot formato nella pellicola di paraffina preparata.
- Risospendere il pellet cellulare nella membrana del seminterrato e pipetta repertare la sospensione cellulare nei divots preparati in paraffina.
- Posizionare le perline solidificate e la pellicola di paraffina in una piastra di 6 pozze. Un pozzo in una piastra 6-po 'può adattarsi fino a 5 perline.
- Pipette 3-5 mL di mezzo preriscaldato contenente 10 - M Y-27632 dihydrochlor in ogni pozzo mentre spazzolare delicatamente perline fuori della pellicola di paraffina.
NOTA: come volume minimo, si consiglia 3 mL. Per un numero massimo di perline (N-5) per pozzo, si consigliano 5 mL di mezzo.
- Collocare la piastra all'interno di un'incubatrice di CO2 (5% CO2, 37 gradi centigradi).
- Cambiare il supporto organoide ogni 3-4 giorni. Dopo 5-7 giorni, utilizzare il mezzo di coltura senza 10 sM Y-27632 dihydrochlor per mantenere le colture.
6. Organoidi in vivo cucitura immagine al microscopio8
NOTA: Alcuni microscopi non sono in grado di raggiungere il perimetro esterno della piastra cellulare (parete del bordo); pertanto, si consiglia di utilizzare i pozzi vicino al perimetro della piastra della cella quando si cucitura immagine.
- Posizionare la piastra di coltura cellulare in posizione verso l'alto nel supporto della piastra nel microscopio Keyence.
- Posizionare l'obiettivo al centro della cupola bersaglio.
- Impostare il processo di cucitura automatica selezionando il numero dei fotogrammi. Ad esempio, è possibile scegliere 3 x 3 o 5 x 5 per generare 9 immagini o 25 immagini in totale.
- Premere il pulsante di acquisizione per avviare il processo di imaging.
- Aprire il software del visualizzatore di immagini e caricare un gruppo di immagini scattate al passaggio 4.
- Fare clic su Stitching immagine per creare un'immagine con cuciture ad alta risoluzione.
NOTA: l'acquisizione di immagini seriali 9 o 25 può essere eseguita tramite configurazione manuale o automatica per mettere a fuoco le celle.
7. Lavorazione organoide per l'istologia: il metodo spin down agarose
NOTA: Questo protocollo è adattato da una precedente pubblicazione di Vlachogiannis et al.7. Abbiamo aggiunto un passaggio che coinvolge l'incorporamento di agarose per incorporare con successo tutte le popolazioni di organoidi.
- Rimuovere i supporti esistenti dal pozzo. Fare attenzione a non aspirare le cupole della membrana del seminterrato.
- Aggiungere un volume uguale (uguale al volume di supporti rimosso dal passaggio 1) della soluzione di recupero cellulare e incubare per 60 min a 4 gradi centigradi.
- Scissare la cupola della membrana del seminterrato utilizzando una pipetta e schiacciare la cupola della membrana del seminterrato utilizzando una punta del pipet. Raccogliere la cupola dissociata e la soluzione di recupero cellulare in un tubo da 1,5 mL.
- Centrifuga a 300 x g e 4 gradi centigradi per 5 min.
- Rimuovere il super-natante (soluzione di recupero cellulare). Salvare tutti i supernatanti in tubi separati fino alla fine quando la presenza di organoidi è confermata nella fase finale di pelletazione.
- Aggiungere il volume desiderato (Tabella 3) di PBS freddo e pipetta delicatamente su e giù per disturbare meccanicamente pellet.
- Centrifuga a 300 x g e 4 gradi centigradi per 5 min.
- Rimuovere il super-anabile (PBS).
- Fissare il pellet in un volume abbinato (ad esempio, 500 L per un pellet dalla condizione di coltura 24 pozzo piastra, Tabella 3)del 4% PFA per 60 min a temperatura ambiente.
- Dopo la fissazione, centrifugare a 300 x g e 4 gradi centigradi per 5 min.
- Rimuovere il super-ataliante (PFA).
- Lavare con volume abbinato (ad es. 500 L per un pellet dalla condizione di coltura del pozzo 24, Tabella 3) di PBS e centrifuga a 300 x g e 4 gradi centigradi per 5 min.
- Preparare agarose calde (2% agarose in PBS).
NOTA: Qui, i pellet cellulari per le sezioni congelate possono essere risospesi direttamente in 200 gradi l un composto dello Strumento di personalizzazione di Office senza ulteriori passaggi nel Protocollo 7.
- Sospendere nuovamente il pellet cellulare in 200 gradi L di agarose (2% in PBS).
- Subito dopo l'aggiunta di agarose, staccare delicatamente il pellet cellulare dalla parete del tubo da 1,5 mL utilizzando l'ago da 25 G attaccato a 1 mL di siringa. Come mostrato nella Figura 3, se il pellet cellulare non è fisicamente staccato dalla parete del tubo da 1,5 mL, c'è il rischio di perdere tutto o parte del pellet cellulare durante il processo di incorporamento dell'agarose.
- Attendere che l'agarose del 2% in PBS sia completamente solidificato.
- Staccare il blocco di agarose solidificano dal tubo da 1,5 mL utilizzando un ago da 25 G attaccato alla siringa da 1 mL.
- Trasferire il blocco di agarose staccato contenente il pellet cellulare in un nuovo tubo da 1,5 mL.
- Riempire il tubo con 70% EtOH e procedere ulteriormente utilizzando il protocollo convenzionale per la disidratazione dei tessuti e l'incorporamento della paraffina.
8. Istologia e citochimica immunofluorescente (IFC) degli organoidi
- Selezionare le diapositive per l'istologia o IFC.
- Prima di iniziare il processo di colorazione, scoprire dove si trovano le celle sulla diapositiva e disegnare un cerchio intorno alle celle sulla diapositiva utilizzando un marcatore.
- Disegnare il perimetro intorno al bordo o al bordo della diapositiva e dove i cerchi si trovano sulla diapositiva in un taccuino di laboratorio per registrarne le posizioni.
- Eseguire la colorazione desiderata.
NOTA: Durante questo processo, i cerchi marcati scompaiono poiché il produttore regolare non è resistente alle sostanze chimiche. Anche alcuni marcatori permanenti istologici possono essere cancellati durante il processo di colorazione.
- Dopo il processo di colorazione, posizionare la diapositiva sopra il disegno nel taccuino di laboratorio per trovare le posizioni delle celle sulla diapositiva.