Esplorare il potenziale delle cellule staminali mesenchimali foglio sullo sviluppo di Carcinoma epatocellulare In Vivo
11 settembre 2018
Qui, presentiamo un protocollo per sviluppare un modello in vivo del cancro utilizzando tecnologia dello strato delle cellule. Tale modello potrebbe essere molto utile per la valutazione delle terapie anticancro.
Ciao, sono il dottor Alaa Alshareeda del King Abdullah International Medical Research Center presso il Dipartimento di Cellule Staminali e Medicina Rigenerativa. Oggi dimostreremo l'effetto delle cellule staminali mesenchimali sullo sviluppo del carcinoma epatocellulare su un modello di ratto utilizzando la tecnologia dei fogli cellulari. Ciao, sono Abdullah Almubarak.
Lavoro in Chirurgia Sperimentale e Laboratorio Animale presso la King Saud University. Usiamo il ratto nudo per evitare qualsiasi rigetto dopo il trapianto del foglio cellulare. Questo diagramma mostra la procedura di trapianto di fogli cellulari su ratti nudi.
In questo studio verranno utilizzati ratti nudi di età compresa tra otto e 12 settimane. Per prima cosa, intacca i ratti e fai un taglio da sette a dieci centimetri tra la pelle e i muscoli sottostanti usando il bisturi per esporre il fegato. Per trasferire il foglio cellulare, utilizzare una membrana sterile.
Posiziona la membrana sul foglio cellulare per raccoglierla. Quindi, posiziona il foglio cellulare con la membrana su un lobo del fegato. Costruzione di fogli di celle.
Prima di seminare le cellule, rivestire le piastre di coltura UpCell sensibili alla temperatura di 3,5 centimetri con FBS non diluito. Il rivestimento delle piastre con FBS supporta la crescita delle cellule nello strato di membrana e previene la degradazione delle cellule. Assicurarsi di coprire tutta la superficie dei piatti.
Incubare le piastre per 24 ore a 37 gradi Celsius in un'atmosfera umidificata contenente il 5% di anidride carbonica e il 95% di aria. Il giorno successivo rimuovere l'FBS in eccesso e lasciare asciugare i piatti a temperatura ambiente per almeno un'ora. Seminare almeno un milione di cellule tumorali HepG2 da sole o co-coltivate con cellule staminali mesenchimali in terreno di coltura DMEM.
Il terreno è stato integrato con il 10% di FBS e l'1% di penicillina-streptomicina. Il rapporto utilizzato tra cellule tumorali e cellule staminali mesenchimali in questo studio è di 4:1. Dopo aver aggiunto le cellule, agitare delicatamente i piatti.
Incubare le cellule a 37 gradi Celsius in un'atmosfera umidificata contenente il 5% di anidride carbonica e il 95% di aria. Distacco del foglio cellulare. Al 100% di confluenza cellulare, estrarre le piastre dall'incubatore a 37 gradi Celsius.
Ora, incubare il foglio di cellule tumorali HepG2 per un'ora a temperatura ambiente, mentre incubare l'HepG2 co-coltivato con cellule staminali mesenchimali per 30-40 minuti a 20 gradi Celsius in un'atmosfera umidificata contenente il 5% di anidride carbonica al 95% di aria. Durante il periodo di incubazione per il distacco del foglio cellulare, inizia la procedura animale. Tutti gli studi sugli animali sono stati approvati dal comitato etico della King Saud University.
Esecuzione della procedura chirurgica. Controllare la profondità dell'anestesia testando il riflesso di ritiro del pedale. Disinfettare l'area chirurgica con iodio.
Ora, applica un secondo scrub con iodio. Coprire l'animale con un telo sterilizzato per evitare la contaminazione dell'incisione. Usando un bisturi sterilizzato, fai un taglio tra la pelle e i muscoli sottostanti, di circa sette-dieci centimetri di dimensione per esporre il fegato.
Separare il muscolo addominale dalla pelle con il bordo posteriore piatto del bisturi. Pugnalare con cura la linea alba utilizzando un bisturi ed estendere il taglio con una forbice affilata. Trapianto di fogli cellulari su fegato di ratto.
Picchiettare delicatamente il piatto di coltura sulla panca per staccare il foglio dalla sua superficie. Separare il foglio di cellule dalla superficie del piatto raschiando i bordi del foglio in un semicerchio. Ora, rimuovi delicatamente tutto il terreno di coltura dal piatto.
Assicurarsi che il foglio sia integro senza alcun danno, altrimenti non può essere utilizzato. Preparare una membrana sterile per raccogliere e trasferire il foglio cellulare. Quindi, per prima cosa, immergi la membrana con soluzione fisiologica, quindi rimuovi la soluzione salina in eccesso con un batuffolo di cotone sterile.
Posizionare la membrana bagnata sopra il foglio cellulare, evitando bolle d'aria tra la membrana e il foglio cellulare. Aggiungere alcune gocce di soluzione fisiologica normale sulla membrana e sul foglio cellulare per raccogliere il materiale. Lasciare la membrana per alcuni secondi per assicurarsi che il foglio cellulare sia attaccato correttamente alla membrana, quindi raccoglierlo.
Ora, prepara il fegato per il trapianto. Assicurati che la superficie del fegato sia asciutta. Posizionare la membrana con il foglio cellulare su un singolo lobo del fegato del ratto.
Aggiungere alcune gocce di soluzione fisiologica sterilizzata per staccare il foglio cellulare dalla membrana. Attendere cinque minuti prima di rimuovere con cura la membrana. Il foglio cellulare può essere visto attaccato al fegato in questo video.
Infine, chiudere i muscoli sottostanti e le incisioni cutanee con cinque suture di nylon. Dopo aver chiuso l'incisione, disinfettare l'area chirurgica con betadine. Il tempo che intercorre tra l'interruzione dell'anestesia e l'avvio è variabile, ma di solito è compreso tra cinque e 20 minuti.
Questa figura mostra il tumore sviluppato sul fegato di ratto dopo un mese di trapianto di fogli cellulari HepG2. Qui, il tumore è stato sviluppato dopo il trapianto di cellule tumorali HepG2 fabbricate su fogli cellulari e cellule staminali mesenchimali del midollo osseo. Mentre questo mostra, il più piccolo tumore sviluppato sul fegato di ratto dopo il trapianto di foglio cellulare fabbricato da cellule tumorali HepG2 e cellule staminali mesenchimali del cordone ombelicale, questa figura mostra la colorazione H ed E del fegato di ratto dopo un mese dal trapianto di foglio cellulare.
Dove A rappresenta le cellule epatiche di ratto normali e B mostra le cellule epatiche di ratto tumorali. Conclusione. Quindi, dopo aver visto questo video, dovresti essere in grado di sviluppare un modello di carcinoma epatocellulare su un ratto nudo utilizzando la tecnologia del foglio cellulare. Grazie per aver guardato.
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Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per lo sviluppo di un modello di cancro in vivo utilizzando la tecnologia delle fogli di cellule. Il modello è progettato per valutare efficacemente le terapie antitumorali.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Oncologia
- Ricerca sulle cellule staminali
- Medicina rigenerativa
Sfondo
- Il carcinoma epatocellulare è un tipo comune di cancro al fegato.
- Le cellule staminali mesenchimali hanno potenziali effetti terapeutici nel trattamento del cancro.
- La tecnologia delle fogli di cellule permette un efficace trapianto di cellule.
- I ratti nudi sono usati per prevenire il rigetto delle cellule trapiantate.
Obiettivo dello studio
- Dimostrare l'effetto delle cellule staminali mesenchimali sullo sviluppo del carcinoma epatocellulare.
- Utilizzare la tecnologia delle fogli di cellule per lo sviluppo di un modello di cancro.
- Fornire un metodo affidabile per testare le terapie antitumorali.
Metodi utilizzati
- Trapianto di fogli di cellule in modelli di ratti nudi.
- Valutazione dello sviluppo del cancro dopo il trapianto.
- Uso di diagrammi per illustrare la procedura di trapianto.
- Collaborazione tra istituzioni di ricerca per un'analisi completa.
Principali risultati
- Trapianto riuscito di fogli di cellule in ratti nudi.
- Osservazione degli effetti delle cellule staminali mesenchimali sullo sviluppo del tumore.
- Stabilimento di un modello di cancro in vivo affidabile.
- Potenziale per ulteriori test di terapie antitumorali.
Conclusioni
- Lo studio fornisce un approccio innovativo alla modellazione del cancro.
- La tecnologia delle fogli di cellule mostra promesse nelle applicazioni terapeutiche.
- La ricerca futura può basarsi su questo modello per la valutazione dei farmaci.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
Cell sheet technology enables the creation of reproducible in vivo hepatocellular carcinoma (HCC) models, supporting mechanistic de-risking and target validation in oncology pipelines. The integration of mesenchymal stem cells (MSCs) into these models provides a platform to interrogate tumor-stroma interactions and their impact on tumor growth. This approach enhances predictive confidence for preclinical candidate evaluation and informs risk-adjusted portfolio decisions.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Facilitates functional validation of tumorigenic pathways in a physiologically relevant animal model.
- Enables mechanistic de-risking by isolating the effects of MSC subtypes on HCC progression.
- Supports predictive confidence in target selection by modeling tumor-microenvironment interactions.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized in vivo platform for evaluating tumor growth modulation by cellular components.
- Delivers reproducible tumor formation timelines, supporting quantitative assessment of intervention effects.
- Enables assay development for measuring tumor size and histopathological changes post-transplantation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant modeling by recapitulating human HCC features in immunodeficient rats.
- Supports translational biomarker exploration through histological and morphological tumor assessment.
- Informs preclinical go/no-go decisions by quantifying MSC impact on tumor development.
Pipeline & Workflow Integration
This cell sheet-based HCC model fits within the early discovery to preclinical validation continuum, enabling iterative hypothesis testing and candidate de-risking before late-stage investment.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven interrogation of MSC-tumor interactions and pathway modulation.
- Screening: Provides a reproducible in vivo assay for evaluating tumorigenic potential and intervention effects.
- Analytics: Enables quantitative measurement of tumor size and histopathological endpoints for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical phases by modeling clinically relevant tumor biology.
- Enterprise Reuse: Offers a modular platform adaptable to different cell types and stromal components for broader oncology applications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in tumor biology studies.
- Operational Value: Standardizes in vivo modeling and supports reproducibility across research teams.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient advancement of oncology assets.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by clarifying MSC contributions to tumor progression.
Implementation Considerations
- Requires expertise in cell culture, animal surgery, and histopathological analysis.
- Demands access to temperature-responsive cultureware and immunodeficient animal models.
- Necessitates cross-team standardization of cell sheet preparation and transplantation protocols.
- Adaptation to other tumor types or stromal cell sources may require protocol optimization.
- Model limitations include species-specific responses and scalability for high-throughput screening.
