Name: Imaging dal vivo per quantificare la radiosensibilità cellulare negli organoidi tumorali derivati da pazienti (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-04-05T14:50:00.000+00:00
Duration: 5 min 39 s
Description: Scopri una tecnica di imaging dal vivo per valutare la radiosensibilità di organoidi tumorali derivati da pazienti. Questo metodo consente di monitorare l'efficacia di formazione e la crescita post-irradiazione, supportando strategie di trattamento personalizzato in oncologia.

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<meta charset="utf8"></head><body>Risposta alle radiazioni in organoidi tumorali derivati da pazienti mediante un test clonogenico

<ol><li>De Ruysscher, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiotherapy+toxicity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Dis+Primers%22%5BJournal%5D)">Radiotherapy toxicity.</a> Nat Rev Dis Primers. 5 (1), 13(2019).</li>
<li>Bates, J. E., Sanders, T., Arnone, A., Elmore, S. N. C., Royce, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Geographic+density+of+linear+accelerators+and+receipt+of+radiation+therapy+for+prostate+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Radiat+Oncol+Biol+Phys%22%5BJournal%5D)">Geographic density of linear accelerators and receipt of radiation therapy for prostate cancer.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 111, 3, Supplement e351-e352 (2021).</li>
<li>Harmenberg, U., Hamdy, F. C., Widmark, A., Lennernäs, B., Nilsson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Curative+radiation+therapy+in+prostate+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Oncol%22%5BJournal%5D)">Curative radiation therapy in prostate cancer.</a> Acta Oncol. 50, Suppl 1 98-103 (2011).</li>
<li>Nakano, T., Ohno, T., Ishikawa, H., Suzuki, Y., Takahashi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+advancement+in+radiation+therapy+for+uterine+cervical+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22J+Radiat+Res%22%5BJournal%5D)">Current advancement in radiation therapy for uterine cervical cancer.</a> J Radiat Res. 51 (1), 1-8 (2010).</li>
<li>Spencer, K., Parrish, R., Barton, R., Henry, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Palliative+radiotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22BMJ%22%5BJournal%5D)">Palliative radiotherapy.</a> BMJ. 360, k821(2018).</li>
<li>Price, J. M., Prabhakaran, A., West, C. M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predicting+tumour+radiosensitivity+to+deliver+precision+radiotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Clin+Oncol%22%5BJournal%5D)">Predicting tumour radiosensitivity to deliver precision radiotherapy.</a> Nat Rev Clin Oncol. 20 (2), 83-98 (2023).</li>
<li>McLaughlin, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammatory+microenvironment+remodelling+by+tumour+cells+after+radiotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cancer%22%5BJournal%5D)">Inflammatory microenvironment remodelling by tumour cells after radiotherapy.</a> Nat Rev Cancer. 20 (4), 203-217 (2020).</li>
<li>Rodriguez-Ruiz, M. E., Vitale, I., Harrington, K. J., Melero, I., Galluzzi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immunological+impact+of+cell+death+signaling+driven+by+radiation+on+the+tumor+microenvironment%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Immunol%22%5BJournal%5D)">Immunological impact of cell death signaling driven by radiation on the tumor microenvironment.</a> Nat Immunol. 21 (2), 120-134 (2020).</li>
<li>Cytlak, U. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immunomodulation+by+radiotherapy+in+tumour+control+and+normal+tissue+toxicity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Immunol%22%5BJournal%5D)">Immunomodulation by radiotherapy in tumour control and normal tissue toxicity.</a> Nat Rev Immunol. 22 (2), 124-138 (2022).</li>
<li>Hanahan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hallmarks+of+Cancer%3A+New+Dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Discov%22%5BJournal%5D)">Hallmarks of Cancer: New Dimensions.</a> Cancer Discov. 12 (1), 31-46 (2022).</li>
<li>Groelly, F. J., Fawkes, M., Dagg, R. A., Blackford, A. N., Tarsounas, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+DNA+damage+response+pathways+in+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cancer%22%5BJournal%5D)">Targeting DNA damage response pathways in cancer.</a> Nat Rev Cancer. 23 (2), 78-94 (2023).</li>
<li>Renaudin, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+oxygen+species+and+DNA+damage+response+in+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Rev+Cell+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Reactive oxygen species and DNA damage response in cancer.</a> Int Rev Cell Mol Biol. 364, 139-161 (2021).</li>
<li>Klapp, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+DNA+damage+response+and+inflammation+in+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Discov%22%5BJournal%5D)">The DNA damage response and inflammation in cancer.</a> Cancer Discov. 13 (7), 1521-1545 (2023).</li>
<li>Constanzo, J., Garcia-Prada, C. D., Pouget, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clonogenic+assay+to+measure+bystander+cytotoxicity+of+targeted+alpha-particle+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Clonogenic assay to measure bystander cytotoxicity of targeted alpha-particle therapy.</a> Methods Cell Biol. 174, 137-149 (2023).</li>
<li>Serrano-Mendioroz, I., Garate-Soraluze, E., Rodriguez-Ruiz, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+method+to+assess+clonogenic+survival+of+irradiated+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">A simple method to assess clonogenic survival of irradiated cancer cells.</a> Methods Cell Biol. 174, 127-136 (2023).</li>
<li>Petroni, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiotherapy+delivered+before+CDK4%2F6+inhibitors+mediates+superior+therapeutic+effects+in+ER%28%2B%29+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Radiotherapy delivered before CDK4/6 inhibitors mediates superior therapeutic effects in ER(+) breast cancer.</a> Clin Cancer Res. 27 (7), 1855-1863 (2021).</li>
<li>Alvarez-Abril, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cytofluorometric+assessment+of+acute+cell+death+responses+driven+by+radiation+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Cytofluorometric assessment of acute cell death responses driven by radiation therapy.</a> Methods Cell Biol. 172, 17-36 (2022).</li>
<li>Bodey, R. K., Evans, P. M., Flux, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+the+linear-quadratic+model+to+combined+modality+radiotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Radiat+Oncol+Biol+Phys%22%5BJournal%5D)">Application of the linear-quadratic model to combined modality radiotherapy.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 59 (1), 228-241 (2004).</li>
<li>Unkel, S., Belka, C., Lauber, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+analysis+of+clonogenic+survival+data%3A+Statistical+alternatives+to+the+linear-quadratic+model%5BTitle%5D)+AND+%22Radiat+Oncol%22%5BJournal%5D)">On the analysis of clonogenic survival data: Statistical alternatives to the linear-quadratic model.</a> Radiat Oncol. 11, 11(2016).</li>
<li>Zitvogel, L., Pitt, J. M., Daillère, R., Smyth, M. J., Kroemer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+models+in+oncoimmunology%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cancer%22%5BJournal%5D)">Mouse models in oncoimmunology.</a> Nat Rev Cancer. 16 (12), 759-773 (2016).</li>
<li>Buqué, A., Galluzzi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+Tumor+immunology+and+immunotherapy+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cancer%22%5BJournal%5D)">Modeling Tumor immunology and immunotherapy in mice.</a> Trends Cancer. 4 (9), 599-601 (2018).</li>
<li>Lee, S. Y., Bissell, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Functionally+robust+phenotypic+screen+that+identifies+drug+resistance-associated+genes+using+3D+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Protoc%22%5BJournal%5D)">A Functionally robust phenotypic screen that identifies drug resistance-associated genes using 3D cell culture.</a> Bio Protoc. 8 (22), e3083(2018).</li>
<li>Mina, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bissell%3A+Context+Matters%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cancer%22%5BJournal%5D)">Bissell: Context Matters.</a> Trends Cancer. 1 (1), 6-8 (2015).</li>
<li>Drost, J., Clevers, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organoids+in+cancer+research%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cancer%22%5BJournal%5D)">Organoids in cancer research.</a> Nat Rev Cancer. 18 (7), 407-418 (2018).</li>
<li>Kim, J., Koo, B. K., Knoblich, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+organoids%3A+Model+systems+for+human+biology+and+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Human organoids: Model systems for human biology and medicine.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 21 (10), 571-584 (2020).</li>
<li>van Renterghem, A. W. J., van de Haar, J., Voest, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+precision+oncology+using+patient-derived+assays%3A+Bridging+genotype+and+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Clin+Oncol%22%5BJournal%5D)">Functional precision oncology using patient-derived assays: Bridging genotype and phenotype.</a> Nat Rev Clin Oncol. 20 (5), 305-317 (2023).</li>
<li>Vitale, I., Manic, G., De Maria, R., Kroemer, G., Galluzzi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA+damage+in+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Cell%22%5BJournal%5D)">DNA damage in stem cells.</a> Mol Cell. 66 (3), 306-319 (2017).</li>
<li>Sachs, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Living+biobank+of+breast+cancer+organoids+captures+disease+heterogeneity%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">A Living biobank of breast cancer organoids captures disease heterogeneity.</a> Cell. 172 (1-2), 373-386 (2018).</li>
<li>Zhou, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harnessing+3D+in+vitro+systems+to+model+immune+responses+to+solid+tumours%3A+A+step+towards+improving+and+creating+personalized+immunotherapies%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Immunol%22%5BJournal%5D)">Harnessing 3D in vitro systems to model immune responses to solid tumours: A step towards improving and creating personalized immunotherapies.</a> Nat Rev Immunol. 24, 18-32 (2024).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>40 & micro; m filtro a rete</td><td>Thomas</td><td>Scientific 1164H35</td><td></td></tr><tr><td>B27</td><td>Invitrogen</td><td>17504-044</td><td></td></tr><tr><td>Cellometro Auto T4 Contatore di celle a campo chiaro</td><td>Nexcelom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DMEM F/12</td><td>Corning&nbsp;</td><td>12634-010</td><td></td></tr><tr><td>Fattore di crescita epidermico hEGF</td><td>Peprotech</td><td>AF-100-15</td><td></td></tr><tr><td>EVOS FL Microscopio digitale a fluorescenza invertita&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>12-563-460</td><td></td></tr><tr><td>FGF10</td><td>Peprotech</td><td>100-26</td><td></td></tr><tr><td>FGF7</td><td>Peprotech&nbsp;</td><td>100-19</td><td></td></tr><tr><td>GlutaMax</td><td>Invitrogen&nbsp;</td><td></td><td></td>35050061</tr><tr><td>Hepes</td><td>Invitrogen&nbsp;</td><td>15630-080</td><td></td></tr><tr><td>Software IncuCyte 2021A</td> Versione <td>Sartorius</td><td></td><td>: 2021A</td></tr><tr><td>Incucyte SX1</td><td>Sartorius</td><td></td><td>modello SX1</td></tr><tr><td>Piastra a 48 pozzetti convalidata Incucyte</td><td>Corning&nbsp;</td><td>3548</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel</td><td>Discovery Labware</td><td>354230</td><td></td></tr><tr><td>nAc</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>A9165-5G</td><td></td></tr><tr><td>Nicotinamide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N0636</td><td></td></tr><tr><td>Noggin</td><td></td><td></td><td>Acquistato dall'Englander Institute for Precision Medicine, Weill Cornell, NY, USA</td></tr><tr><td>Piastra a 6 pozzetti non trattata</td><td>Cellstar</td><td>657 185</td><td></td></tr><tr><td>NR (Heregulin)</td><td>Peprotech</td><td>100-03</td><td></td></tr><tr><td>p38 Inibitore MAP p38i SB202190</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>S7067</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>Corning&nbsp;</td><td>21-040-CV</td><td></td></tr><tr><td>PenStrep</td><td>Invitrogen</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>Primocin</td><td>Invivogen</td><td>ant-pm-1</td><td></td></tr><tr><td>Rspondin Media</td><td></td><td></td><td>Acquistato dall'Englander Institute for Precision Medicine, Weill Cornell, NY, USA</td></tr><tr><td>Piattaforma di ricerca sulle radiazioni per piccoli animali (SARRP)&nbsp;</td><td>Xstrahl Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Inibitore del recettore TGFbeta A83-01</td><td>Tocris</td><td>2939</td><td></td></tr><tr><td>Tripano blu Macchia (0,4%)</td><td>Gibco</td><td>15250-61</td><td></td></tr><tr><td>TrypLE</td><td>Gibco</td><td>112605-028</td><td></td></tr><tr><td>Y-27632 (RhoKi)</td><td>Selleck</td><td>S1049</td><td></td></tr></tbody></table>

imaging dal vivo per quantificare la radiosensibilità cellulare negli organoidi tumorali derivati da pazienti

Live Imaging to Quantify Cellular Radiosensitivity in Patient-Derived Tumor Organoids

I PDTO TNBC#1 sono stati esposti a una singola dose di radiazioni di 0 (controlli non irradiati), 2 Gy, 4 Gy, 6 Gy, 8 Gy o 10 Gy il giorno 0. Subito dopo, i PDTO sono stati dissociati per ottenere una sospensione a singola cellula per ogni condizione sperimentale. Le cellule derivate da PDTO sono state successivamente seminate in piastre da 48 pozzetti all'interno del 66% di cupole matrigel (50 μL ciascuna) depositate al centro dei pozzetti, in 3 repliche tecniche per condizione. Le piastre sono state inserite in un sistema di imaging dal vivo e sottoposte a imaging ogni 6 ore utilizzando l'obiettivo 4X del modulo organoide per un totale di 30 giorni. L'irradiazione dei PDTO TNBC#1 con RT in una singola dose di 2 Gy ha ritardato significativamente la ricrescita dei PDTO, mentre le dosi di radiazioni ≥4 Gy (fino a 10 Gy) completate hanno impedito la rigenerazione dei PDTO in crescita (Figura 1).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66680/66680fig01.jpg"> Figura 1: Imaging dal vivo di organoidi tumorali derivati da pazienti (PDTO). Gli organoidi tumorali (PDTO) derivati da pazienti con TNBC#1 per il carcinoma mammario non sono stati trattati o esposti alla dose di radiazioni indicata, seguiti a breve distanza dalla dissociazione, dal replating e dall'imaging con un sistema di imaging di cellule vive. Vengono riportate immagini rappresentative in seguito alla regolazione del contrasto (A) e alle valutazioni quantitative (B, media ± SEM). Scala dell'immagine: 1,19 x 1,16 mm (1,38 mm2). Barra di scala: 400 μm; inserti: 200 μm. ****p &lt; 0,001 (ANOVA a due vie, rispetto a 0 Gy); ####p &lt; 0,001 (ANOVA a due vie, rispetto a 2 Gy). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66680/66680fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Componente</td>
			<td>Concentrazione</td>
		</tr><tr><td>DMEM F/12</td>
			<td>1X</td>
		</tr><tr><td>GlutaMax</td>
			<td>1X</td>
		</tr><tr><td>Hepes</td>
			<td>10 mM</td>
		</tr><tr><td>PenStrep</td>
			<td>100 U/mL</td>
		</tr><tr><td>B27</td>
			<td>1X</td>
		</tr><tr><td>Nac</td>
			<td>1,25 mM</td>
		</tr><tr><td>Nicotinammide</td>
			<td>10 mM</td>
		</tr><tr><td>inibitore del recettore del TGFbeta A83-01</td>
			<td>0,5 μM</td>
		</tr><tr><td>Inibitore della MAP p38 p38i SB202190</td>
			<td>1 μM</td>
		</tr><tr><td>Zucca</td>
			<td>10%</td>
		</tr><tr><td>Rspondin Media</td>
			<td>10%</td>
		</tr><tr><td>FGF10</td>
			<td>20 ng/mL</td>
		</tr><tr><td>FGF7</td>
			<td>5 ng/mL</td>
		</tr><tr><td>NR (Heregulin)</td>
			<td>5 nM</td>
		</tr><tr><td>Primocina</td>
			<td>100 μg/mL</td>
		</tr><tr><td>Y-27632 (RhoKi)</td>
			<td>5 μM</td>
		</tr><tr><td>Fattore di crescita epidermico hEGF</td>
			<td>5 ng/mL</td>
		</tr></tbody></table>Tabella 1: Composizione del terreno di coltura PDTO.

Imaging dal vivo per quantificare la radiosensibilità cellulare negli organoidi tumorali derivati da pazienti

Radiation therapy (RT) is one of the mainstays of modern clinical cancer management. However, not all cancer types are equally sensitive to irradiation, ...

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Crescita e caratterizzazione di organoidi irradiati da ghiandole mammarie

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Qui, descriviamo le tecniche di imaging di cellule vive per misurare quantitativamente la migrazione e l'invasione delle cellule staminali tumorali di glioblastoma del cervello nel corso del tempo e sotto condizioni multiple di trattamento.

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