Misurazione della risposta dei farmaci in tempo reale nelle fette di tessuto tumorale organotipico

Nao Nishida-Aoki; Andrew  J. Bondesson; Taranjit  S. Gujral

doi:10.3791/61036

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Articolo metodologico

Misurazione della risposta dei farmaci in tempo reale nelle fette di tessuto tumorale organotipico

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DOI:

10.3791/61036

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2 maggio 2020

Nao Nishida-Aoki¹ , Andrew J. Bondesson¹^,² , Taranjit S. Gujral¹^,²^,³

¹Division of Human Biology, Fred Hutchinson Cancer Research Center, ²Department of Molecular and Cellular Biology, University of Washington, ³Department of Pharmacology, University of Washington

In questo articolo

Sommario

Introduciamo un protocollo per misurare la risposta del farmaco in tempo reale nelle fette di tessuto tumorale organotipico. La strategia sperimentale qui descritta fornisce una piattaforma per effettuare schermi di farmaci a medio-alta produzione su fette di tessuto derivate da tumori clinici o murini in condizioni di ex vivo.

Abstract

I tessuti tumorali sono composti da cellule cancerose, cellule immunitarie infiltrate, cellule endoteliali, fibroblasti e matrice extracellulare. Questo complesso ambiente costituisce il microambiente tumorale (TME) e può modulare la risposta alla terapia in vivo o alla risposta ai farmaci ex vivo. Gli schermi convenzionali di scoperta dei farmaci oncologici vengono effettuati su cellule coltivate in un monostrato, un sistema che manca criticamente l'influenza della TME. Pertanto, i sistemi sperimentali che integrano saggi sensibili e ad alto consumo con TME fisiologico rafforzeranno il processo preclinico di scoperta dei farmaci. Qui, introduciamo la coltura della fetta del tessuto tumorale ex vivo come piattaforma per lo screening farmacologico medio-alto.di velocità. La coltura delle fette di tessuto organitipotico costituisce sezioni tumorali sottili e tagliate con precisione che vengono mantenute con il supporto di una membrana porosa in un'interfaccia ad aria liquida. In questo protocollo, descriviamo la preparazione e la manutenzione di fette di tessuto preparate da tumori di topo e tumori da modelli di xenotrapianto (PDX) derivati dal paziente. Per valutare i cambiamenti nella vitalità dei tessuti in risposta al trattamento farmacologico, abbiamo sfruttato un test di vitalità biocompatibile basato sulla luminescenza che consente la misurazione in tempo reale, rapida e sensibile delle cellule vitali nel tessuto. Utilizzando questa piattaforma, abbiamo valutato le risposte dipendenti dalla dose di fette di tessuto all'inibitore multi-chinasi, alla staurosporina e all'agente citotossico, doxorubicina. Inoltre, dimostriamo l'applicazione di fette di tessuto per la farmacologia ex vivo esaminando 17 farmaci clinici e preclinici su fette di tessuto preparati da un singolo tumore PDX. La nostra piattaforma di screening ex vivo fisiologicamente rilevante, altamente sensibile e robusta rafforzerà notevolmente la scoperta di farmaci oncologici preclinici e il processo decisionale per il trattamento.

Introduzione

Le interazioni delle cellule tumorali con le proprietà fisiche e biochimiche del tessuto stromale circostante formano il TME. TME può stimolare la crescita del tumore, metastasi, e modulare la risposta del tumore alla terapia¹. Nello sviluppo di farmaci preclinici convenzionali, i farmaci farmaci sono in genere sottoposti a screening utilizzando linee cellulari oncologiche coltivate, una piattaforma di analisi che manca criticamente del TME². Questa mancanza di TME fisiologico nelle fasi di prescreening basate sulle cellule può limitare la scoperta di agenti efficaci nei modelli animali portatori di tumore e può contribu....