Dit is een tijd - en goedkoop cost-effective in vitro protocol van het onderzoek naar de mechanismen van verworven resistentie aan gerichte therapeutische agenten, dat is een zeer onvervulde medische noodzaak in kanker beheer.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit is een tijd - en goedkoop cost-effective in vitro protocol van het onderzoek naar de mechanismen van verworven resistentie aan gerichte therapeutische agenten, dat is een zeer onvervulde medische noodzaak in kanker beheer.
De afgelopen twee decennia hebben gezien een verschuiving van cytotoxische medicatie naar gerichte therapie in de medische oncologie. Hoewel gerichte therapeutische agenten hebben aangetoond indrukwekkender klinische werkzaamheid en geminimaliseerde bijwerkingen dan traditionele behandelingen, is resistentie de belangrijkste beperking op hun uitkeringen geworden. Verschillende preklinische/in vitro/in vivo modellen van verworven resistentie aan gerichte agentia in de klinische praktijk hebben ontwikkeld voornamelijk met behulp van twee strategieën: i) genetische manipulatie voor de modellering van genotypen van verworven resistentie, en ii) in vitro / in vivo selectie van resistente modellen. In het huidige werk stellen wij een verenigende raamwerk, voor het onderzoeken van de onderliggende mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de verworven resistentie aan gerichte therapeutische agenten, uitgaande van de generatie van resistente cellulaire subklonen naar de beschrijving van Silencing procedures gebruikt voor het herstellen van de gevoeligheid aan de Inhibitor van de omwenteling. Deze eenvoudige tijd en goedkoop cost-effective benadering is breed inzetbaar en kan gemakkelijk worden uitgebreid voor het onderzoek naar resistentie-mechanismen tot andere drugs gerichte therapeutische in verschillende tumor histotypes.
In aansluiting op de cruciale ontdekkingen in de moleculaire en cellulaire biologie, zijn een aantal nieuwe gesynthetiseerde antikanker moleculen ontwikkeld om te selectief richten oncogene signaalroutes in een breed scala van soorten van de tumor. Met name twee categorieën van gerichte therapeutische agenten met unieke eigenschappen in oncologie, namelijk synthetische chemische verbindingen en recombinant monoclonal antilichamen, bekend is dat hebben bereikt klinische successen en drastisch veranderde kanker zorg in afgelopen decennia1,2,3.
Niettemin, ondanks hun indrukwekkende eerste reactie op behandeling, het merendeel van de patiënten met kanker hebben ontwikkeld resistentie aan alle gerichte therapeutische agenten, monoklonale antilichamen zowel kinase-remmers. Dientengevolge, is resistentie, de grote hindernis voor de klassieke anti-kanker medicijnen4, nog steeds een grote uitdaging voor opkomende gerichte therapieën5,6.
Weerstand tegen gerichte therapie mogelijk intrinsieke (d.w.z., primaire) of verworven (d.w.z., secundair). Intrinsieke resistentie beschrijft een DOVO gebrek aan respons op therapie, terwijl secundaire weerstand na een periode van reactie op drug behandeling7 optreedt. De laatste is veroorzaakt door uitbraken van kleine cohorten van tumorcellen binnen het grootste deel van de primitieve tumor of genesteld in de distale cryptische anatomische niches, tentoonstellen tot 90% weerstand aan één of meer gerichte therapeutische agenten. Moleculaire mechanismen ten grondslag liggen aan de ontwikkeling van een resistentie aan gerichte therapie vooral gevolg van doel genmutaties en redundante activering van andere pro-overleving signaalroutes, waarvan begrip nog verre van compleet8 is.
In dit werk voorgesteld hebben wij een aanpak op tijd en goedkoop cost-effective om te onderzoeken in vitro mechanismen van verworven resistentie aan gerichte therapeutische agenten, de generatie van resistente cellulaire subklonen vanaf de beschrijving monddood maken procedures voor het herstellen van de gevoeligheid aan de Inhibitor van de omwenteling, een cruciaal instrument dat wordt gebruikt voor het testen en valideren van de werkhypotheses gebruikt. In het bijzonder werd onze aanpak gebruikt om te onderzoeken, in maagkanker, de resistentie-mechanismen voor trastuzumab (bijvoorbeeldHerceptin), een gehumaniseerd monoklonaal antilichaam gericht op het extracellulaire domein van HER2 eiwitten9. Trastuzumab + chemotherapie algemeen aanvaard wordt als de standaardbehandeling van de eerste regel voor HER2-positieve uitgezaaide borstkanker. Dankzij recente Preklinische studies waaruit blijkt dat anti-HER2 therapieën hebben belangrijke activiteit in beide in vitro en in vivo HER2-positieve maagkanker modellen10,11, moleculaire drugs gericht op HER2 geweest uitgebreid onderzocht in klinische proeven, zijn waarvan sommige nog niet afgerond, bij patiënten met gastro-oesofageale kanker12,13,14,15.
Deze studies hebben gewezen op het stijgende aantal patiënten ervaren weerstand tegen trastuzumab16, ook bij wat voor andere gerichte therapeutische remmers is waargenomen. In het bijzonder de respons van trastuzumab was 47% en de gemiddelde totale overleving voor patiënten op trastuzumab + chemotherapie was slechts 2.7 maanden langer dan voor patiënten op chemotherapie alleen17. Dit suggereerde dat terwijl primaire trastuzumab weerstand heerst, secundaire trastuzumab weerstand onvermijdelijk is. Daarom is er dringend behoefte aan het verduidelijken van de mechanismen waardoor HER2-gerichte therapie resistentie in maagkanker, wat nog problematischer gezien de intra-tumoral genetische heterogeniteit van deze neoplasie18.
Mechanismen van resistentie aan trastuzumab in maagkanker gebleken Daarnaast uitdagend om te verklaren, gedeeltelijk als gevolg van de moeilijkheden bij het verkrijgen van betrouwbare preklinische modellen vertegenwoordiger van deze aandoening. Oshima et al. rapporteerde een selectiemethode in vivo van trastuzumab-resistente maagkanker cellijnen, bestaande uit een herhaalde cultuur van een klein residueel peritoneale metastase na behandeling met trastuzumab19. Echter de noodzaak van een behuizing, specifieke dierlijke behandeling deskundigheid, en de goedkeuring van de dier-ethische Commissie toe bijgedragen dat het een methode en kosten-tijdrovend. De aanpak die we in dit werk beschrijven is eenvoudig en breed inzetbaar, en kan gemakkelijk worden uitgebreid tot het onderzoeken van de mechanismen van de weerstand tot andere therapeutische drugs in verschillende tumor histotypes20.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Opmerking: Dit protocol is specifiek afgesteld voor de analyse van de mechanismen die ten grondslag liggen aan de verworven resistentie aan trastuzumab van HER-positieve maagkanker cellijnen. Alle laboratoriuminstrumenten die nodig zijn worden gemeld in de Tabel van materialen.
1. generatie van gerichte therapie resistente subklonen
Nota: Dit is de meest kritische en moeilijk te standaardiseren stap in het protocol wijten aan het feit dat verschillende cellijnen verschillende gevoeligheden aan de gerichte therapeutische remmer onafhankelijk van hun histotype of drug-concentratie van de tumor vertonen kunnen gebruikt.
2. validatieprotocol voor de kandidaat-lidstaten gerichte therapie resistentie gen (R-gen)
Opmerking: Na de karakterisatie van genexpressie, handtekeningen die samenhangen met de verworven resistentie aan target therapie en elke kandidaat-gen als bestuurder van weerstand worden via onderzocht zal: a) RT-PCR, en b) de westelijke analyse van de vlek.
3. herstel Target-therapie-remmer gevoeligheid door kandidaat-R-gen Knock-down
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Figuur 1 schetst het kader van de experimentele procedure. Drie maagkanker-cellijnen uiting van een hoog niveau van HER2 en gevoelig voor trastuzumab (IC50 < piek plasma niveau van drug, figuur 2A, linker grafiek) waren gegroeid in kweekmedium dat de gerichte therapeutische agent. Een dosis 10-fold lager dan de piek plasma concentratie van trastuzumab (10 µg/mL) werd ingesteld als de startdosis, en geleidelijk verhoogd...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Terwijl de persoonlijke en gerichte therapieën hebben ontlokte groeiend enthousiasme, deze zogenaamde 'slimme' therapieën gezicht de dezelfde grote hindernis als traditionele chemotherapie drugs, dat wil zeggen, de snelle en onvoorspelbare verwerving van medicamenteuze resistentie. Ter verbetering van de resultaten van gerichte therapie, moeten-resistentie problemen worden opgelost door middel van een beter begrip van de mechanismen die ze veroorzaken. Hier voorgesteld hebben we een algemeen toegankelijk in ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
De auteurs bedank Dr. Veronica Zanoni voor het bewerken van het manuscript.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Trizol Reagent | Invitrogen | 15596026 | TRIzol Reagent is een reagens voor het isoleren van hoogwaardige totale RNA of het gelijktijdig isoleren van RNA, DNA en eiwitten uit verschillende biologische monsters |
| ISCRIPT CDNA SYNTHESIS KIT | Bio-Rad | 1708891 | De iScript cDNA-synthesekit is een gevoelig en gemakkelijk te gebruiken kit voor de synthese van de eerste streng cDNA voor genexpressieanalyse met behulp van real-time qPCR. |
| TaqMan gene expressie assay | Life Technologies | 4331182 | Applied Biosystems TaqMan Gene Expressie Assays bestaan uit een paar ongelabelde PCR-primers en een TaqMan-sonde met een Applied Biosystems FAM- of VIC-kleurmerker op het 5’-uiteinde en een minor groove binder (MGB) en een niet-fluorescerende quencher (NFQ) op het 3’-uiteinde. |
| M-PER Mammalian Protein Extraction Reagent | Thermo Scientific | 78501 | Thermo Scientific M-PER Mammalian Protein Extraction Reagens is ontworpen om een zeer efficiënte extractie van totaal oplosbaar eiwit uit gekweekte zoogdiercellen te bieden. |
| Halt Protease and Phosphatase Inhibitor Cocktail (100X) | Thermo Scientific | 78440 | Thermo Scientific Halt Protease and Phosphatase Inhibitor Cocktail (100X) biedt de gemak van één oplossing met volledige bescherming van eiwitmonsters voor cel- en weefsellysaten. |
| Pierce BCA Protein Assay Kit | Thermo Scientific | 23225 | De Thermo Scientific Pierce BCA Protein Assay Kit is een tweecomponenten, hoogprecisie, detergent-compatibele assayreagensset om de totale eiwitconcentratie (A562nm) te meten in vergelijking met een eiwitstandaard. |
| 4x Laemmli Sample Buffer | Bio-Rad | 1610747 | Gebruik 4x Laemmli Sample Buffer voor de bereiding van monsters voor SDS PAGE. Voor reductie van monsters, voegt u een reducerend middel zoals 2-mercaptoethanol toe aan de buffer voorafgaand aan het mengen met het monster. |
| 4–20% Mini-PROTEAN TGX Precast Protein Gels | Bio-Rad | 456-1094 | Long-life TGX (Tris-Glycine eXtended) Gels hebben een nieuwe formulering en kunnen worden gebruikt voor zowel standaard denaturerende eiwitscheidingen als voor native elektroforese. |
| Precision Plus Protein WesternC Blotting Standards | Bio-Rad | 1610376 | Precision Plus Protein Prestained Standards zijn verkrijgbaar in Dual Color, All Blue, Kaleidoscope en Dual Xtra formaten. Alle vier hebben dezelfde gelmigratiepatronen, met 3 hoge-intensiteitsreferentiebanden (25, 50 en 75 kD). |
| 10x Tris/Glycine/SDS | Bio-Rad | 1610732 | 10x Tris/glycine/SDS is een voorgemengde loopbuffer voor het scheiden van eiwitmonsters door SDS-PAGE. |
| Trans-Blot Turbo Mini PVDF Transfer Packs | Bio-Rad | 1704156 | Trans-Blot Turbo Mini PVDF Transfer Packs voor snelle, efficiënte overdracht van eiwitten van mini-gels met behulp van het Trans-Blot Turbo Transfer System. Elke vacuümverpakte, gebruiksklare overdrachtspack bevat twee bufferverzadigde ionenreservoirstacks en een voorbevochtigde PVDF-membraan. |
| Precision Protein StrepTactin-HRP Conjugate | Bio-Rad | 1610381 | StrepTactin-Horseradish Peroxidase (HRP) Conjugaat voor chemiluminescente of colorimetrische detectie van Precision Plus Protein Unstained Protein Standards of Precision Plus Protein WesternC Protein Standards op western blots. |
| Immun-Star WesternC solution | Bio-Rad | 5572 | Immun-Star WesternC oplossing, een methode voor eiwitdetectie, detecteert midden-femtogram hoeveelheden eiwit. |
| Universal Negative Control | Invitrogen | 12935300 | Negative Control siRNA heeft geen significante sequentie-overeenkomst met muis-, rat- of menselijke gensequenties. De controle is ook getest in cel-gebaseerde screenings en heeft bewezen geen significant effect te hebben op celproliferatie, levensvatbaarheid of morfologie. |
| opti-MEM Glutamax Medium | Thermo Fisher Scientific | 51985026 | Opti-MEM Medium is een verbeterd Minimum Essential Medium (MEM) dat een vermindering van de aanvulling met foetaal bovien serum met minstens 50% mogelijk maakt zonder verandering in groeisnelheid of morfologie. |
| Silencer Select Pre-Designed & Validated siRNA | Ambion | 4390824 | RNA interferentie (RNAi) is de beste manier om effectief genexpressie te onderdrukken om eiwitfunctie te bestuderen in een breed scala van celtypen. |
| Lipofectamine RNAiMAX Transfection Reagent | Invitrogen | 13778075 | Lipofectamine RNAiMAX Transfectiereagens biedt een geavanceerd, efficiënt oplossing voor siRNA-bezorging. Geen ander siRNA-specifiek transfectiereagens biedt zo gemakkelijke en efficiënte siRNA-bezorging in een breed scala aan cellijnen, waaronder gangbare celtypen, stamcellen en primaire cellen, evenals traditioneel moeilijk te transfecteren celtypen. |
| Mouse anti-IQGAP1 | Invitrigen | 33-8900 | werkconcentratie: 1:400 in 5% melkoplossing |
| goat anti-mouse IgG-HRP: sc-2005 | Santa Cruz | sc-2005 | werkconcentratie: 1:10000 in 5% melkoplossing |
| PMSF | Sigma Aldrich | P 7626 | dit is een remmer van serine proteasen en acetylcholinesterase |
| Thermocycler voor RT-PCR | MJ Research | MJ Research PTC-200 Thermal Cycler | het zorgt voor temperatuurhomogeniteit en een oprampsnelheid van maximaal 3°C/sec. Het protocol kan ook worden uitgevoerd met andere thermocyclers |
| Real Time RT-PCR instrument | Applied Biosystems | 7500 RT-PCR systeem | Dit is een vijfkleurig platform dat fluorescentie-gebaseerde polymerasekettingreactie (PCR) reagentia gebruikt om een relatieve kwantificering te bieden met behulp van comparatieve CT assay type. Het protocol kan ook worden uitgevoerd met andere thermocyclers |
| Microvolume Spectrofotometers | Thermo Scientific | Nanodrop | Het biedt een nauwkeurige en snelle acid nucleid meting met behulp van een kleine hoeveelheid monster |
| Blotting systeem | Bio-Rad | Trans-Blot Turbo systeem | Het voert een semi-droge overdracht uit in enkele minuten |
| Beeldverwervingssysteem en geldocumentatie | Bio-Rad | Chemidoc beeldsysteem | Het is eenvoudig te gebruiken voor |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.