Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Patiënt-afgeleide tumor explanteert als een "live" preklinisch platform voor het voorspellen van medicijnresistentie bij patiënten

5.8K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/62130

⸱

7 februari 2021

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

In dit artikel

Samenvatting

Dit artikel beschrijft methoden voor het genereren, behandelen en analyseren van patiënt-afgeleide explantaten voor het beoordelen van tumorgeneesmiddelresponsen in een levend, patiëntrelevant, preklinisch modelsysteem.

Samenvatting

Een goed begrip van medicijnresistentie en de ontwikkeling van nieuwe strategieën om zeer resistente kankers te sensibiliseren, is afhankelijk van de beschikbaarheid van geschikte preklinische modellen die de reacties van patiënten nauwkeurig kunnen voorspellen. Een van de nadelen van bestaande preklinische modellen is het onvermogen om de menselijke tumormicro-omgeving (TME) contextueel te behouden en de intratumorale heterogeniteit nauwkeurig weer te geven, waardoor de klinische vertaling van gegevens wordt beperkt. Door daarentegen de cultuur van levende fragmenten van menselijke tumoren weer te geven, maakt het patient-derived explant (PDE) -platform het mogelijk om medicijnresponsen te onderzoeken in een driedimensionale (3D) context die de pathologische en architecturale kenmerken van de oorspronkelijke tumoren zo goed mogelijk weerspiegelt. Eerdere rapporten met PDE's hebben het vermogen van het platform gedocumenteerd om chemosensitief van chemoresistante tumoren te onderscheiden, en het is aangetoond dat deze segregatie voorspellend is voor de reacties van patiënten op dezelfde chemotherapieën. Tegelijkertijd bieden PDE's de mogelijkheid om moleculaire, genetische en histologische kenmerken van tumoren te ondervragen die medicijnresponsen voorspellen, waardoor biomarkers voor patiëntstratificatie worden geïdentificeerd, evenals nieuwe interventionele benaderingen om resistente tumoren te sensibiliseren. Dit artikel rapporteert de PDE-methodologie in detail, van het verzamelen van patiëntmonsters tot eindpuntanalyse. Het biedt een gedetailleerde beschrijving van explantatie-afleidings- en kweekmethoden, waarbij op maat gemaakte voorwaarden voor bepaalde tumoren, waar van toepassing, worden benadrukt. Voor eindpuntanalyse is er een focus op multiplexed immunofluorescentie en multispectrale beeldvorming voor de ruimtelijke profilering van belangrijke biomarkers binnen zowel tumorale als stromale regio's. Door deze methoden te combineren, is het mogelijk om kwantitatieve en kwalitatieve geneesmiddelresponsgegevens te genereren die kunnen worden gerelateerd aan verschillende clinicopathologische parameters en dus mogelijk kunnen worden gebruikt voor biomarkeridentificatie.

Inleiding

De ontwikkeling van effectieve en veilige middelen tegen kanker vereist geschikte preklinische modellen die ook inzicht kunnen geven in werkingsmechanismen die de identificatie van voorspellende en farmacodynamische biomarkers kunnen vergemakkelijken. Inter- en intratumor heterogeniteit1,2,3,4,5 en de TME6,7,8,9,10,11....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. Weefselverzameling

  1. Breng na de operatie vers gereseceerde menselijke tumormonsters over in een buis met 25 ml vers kweekmedium (Dulbecco's gemodificeerde Eagle-medium aangevuld met 4,5 g / L glucose en L-glutamine + 1% (v / v) foetaal kalfsserum + 1% penicilline-streptomycine) en opgeslagen op ijs. Verwerk de explant binnen 2 uur na de operatie in een steriele klasse II kap.

2. Explant voorbereiding

  1. Reinig alle chirurgische apparatuur (grafbladen/tandwasoppervlak/pincet) met 70% industriële methyled spiritus (IMS) oplossing.
  2. Vul een kweekschaal van 10 ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Multispectrale beeldvorming van mIF-gekleurde histologische secties maakt identificatie en fenotypering van individuele celpopulaties en identificatie van tumor- en stromale componenten in de explant TME mogelijk(figuur 2). Multispectrale beeldvorming is met name nuttig voor de analyse van weefsels met een hoge intrinsieke autofluorescentie, zoals weefsel met een hoog collageengehalte, omdat het autofluorescentiesignaal kan worden gedeconvolueerd van andere signalen en kan worden uitgesloten.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Dit artikel beschrijft de methoden voor generatie, medicamenteuze behandeling en analyse van PDE's en belicht de voordelen van het platform als een preklinisch modelsysteem. Ex vivo kweken van een vers gereseceerde tumor, die geen deconstructie ervan met zich meebrengt, maakt het behoud van de tumorarchitectuur13,24 en dus de ruimtelijke interacties van cellulaire componenten in de TME en intratumorale heterogeniteit mogelijk. Deze methode laat zien hoe het, met .......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Niets bekend te maken

Dankbetuigingen

We bedanken de chirurgen en pathologen van de Universitaire Ziekenhuizen van Leicester NHS Trust voor het leveren van chirurgisch gereseceerd tumorweefsel. Ook danken we de histologiefaciliteit binnen Core Biotechnology Services voor hulp bij weefselverwerking en sectioning van FFPE weefselblokken en Kees Straatman voor ondersteuning bij het gebruik van de Vectra Polaris. Dit onderzoek werd ondersteund en gefinancierd door het Explant Consortium bestaande uit vier partners: de Universiteit van Leicester, de MRC Toxicology Unit, Cancer Research UK Therapeutic Discovery Laboratories en LifeArc. Aanvullende ondersteuning werd geboden door het CRUK-NIHR Leicester Experime....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
AzijnzuurSigma320099Kleurstof
Antibody Diluent / Block, 1xPerkin ElmerARD1001EAAntilichaam diluent/blokkeer buffer
Barnstead NANOpure DiamondBarnsteadUltra Pure (UP) H2O machine
Citroenzuur MonohydraatSigma-AldrichC7129Reagens voor citraat buffer
Costar Multiple Well Cell Culture PlatesCorning Incorporated35166 multiwell plate
DAPI DilactateLife TechnologiesD3571
100 x 17 mm Dish, Nunclon DeltaThermoFisher Scientific150350100 mm diameter dish voor weefselkweek
DMEM (1x) Dubelcco's Modified Eagle Medium + 4.5 g/L D-Glucose + 110 mg/mL Sodium PyruvateGibco (Life Technologies)10569-010Weefselkweek medium (500 mL)
DPX mountantVWR360294HMonteermedium
DPX mountantMerck6522Monteermedium
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)Sigma-Aldrich3609Reagens voor TE buffer
EosineCellPathRBC-0100-00AKleurstof
Foetaal RundserumGibco10500-064Voor gebruik in weefselkweek medium
37% FormaldehydeFisher (Acros)11969001010% Formaline
iGenix, magnetron IG2095iGenixIG2095Magnetron gebruikt voor antigeen retreviaal
Industriële gemethyleerde spirit (IMS)Genta Medical19905099% Gedenatureerde Industriële Alcohol (IDA)
InForm Advanced Image Analysis SoftwareAkoya BiosciencesInForm
Leica ASP3000 Tissue ProcessorLeica BiosystemsAutomatische Vacuüm Tissue Processor
Leica Arcadia H en CLeica BiosystemsInbeddingswasbad
Leica RM2125RTLeica BiosystemsRoterende microtoom
Leica ST4040 Lineair StainerLeica BiosystemsH&E kleuringsapparaat
Mayer's HaematoxylineSigmaGHS132-1LKleurstof
Millicell Cell Culture Inserts, 30 mm, hydrofiel PTFE, 0.4 µmMerck MiliporePICMORG50Organotypisch cultuur inzet disc
Novolink Polymer Detection SystemLeica BiosystemsRE7150-KDAB kleuringskit
OPAL 480Akoya BiosciencesFP1500001KTFluorofoor met Dimethyl Sulfoxide (DMSO) verdunningsmiddel
OPAL 520Akoya BiosciencesFP1487001KTFluorofoor met Dimethyl Sulfoxide (DMSO) verdunningsmiddel
OPAL 570Akoya BiosciencesFP1488001KTFluorofoor met Dimethyl Sulfoxide (DMSO) verdunningsmiddel
OPAL 620Akoya BiosciencesFP1495001KTFluorofoor met Dimethyl Sulfoxide (DMSO) verdunningsmiddel
OPAL 650Akoya BiosciencesFP1496001KTFluorofoor met Dimethyl Sulfoxide (DMSO) verdunningsmiddel
OPAL 690Akoya BiosciencesFP1497001KTFluorofoor met Dimethyl Sulfoxide (DMSO) verdunningsmiddel
OPAL 780 / OPAL TSA-DIG ReagentAkoya BiosciencesFP1501001KTFluorofoor met Dimethyl Sulfoxide (DMSO) verdunningsmiddel en TSA-DIG reagens
Opal Polymer HRP Ms Plus Rb, 1xPerkin ElmerARH1001EAHRP polymeer
Penicilline/streptomycine oplossingFisher Scientific11548876Voor gebruik in weefselkweek medium
PhenoChart Whole Slide Contextual ViewerAkoya BiosciencesPhenoChartViewer software voor gescande beelden
Phosphate Buffered Saline TabletsThermo Scientific OxoidBR0014GPBS
1x Plus Amplification DiluentPerkin ElmerFP1498Fluorofoor verdunningsmiddel
Prolong Diamond Antifade MountantInvitrogenP36961Monteermedium
Slide CarrierPerkin ElmerOm slides in Slide Carrier Hotel te laden voor scannen met Vectra Polaris
NatriumchlorideFisher ScientificS/3160/6310% Formaline
Natriumhydroxide pelletsFisher ScientificS/4920/53Reagens voor citraat buffer
Tenatex Verharde Was - Roze (500 g)KEMDENT1-601Tandheelkundig wasoppervlak
Thermo Scientific Shandon Sequenza Slide Rack voor Immunostaining CenterFisher Scientific10098889Houd voor slides en slide klemmen
Thermo Scientific Shandon Plastic CoverplatesFisher Scientific11927774Slide klemmen
Tris(hydroxymethyl)aminomethaan (Tris)Sigma-Aldrich252859Reagens voor TE buffer
VectaShieldVecta LaboratoriesH-1000-10Monteermedium
Vectra Polaris Slide ScannerPer

Referenties

  1. Gerlinger, M., et al. Intratumor heterogeneity and branched evolution revealed by multiregion sequencing. The New England Journal of Medicine. 366 (10), 883-892 (2012).
  2. Jamal-Hanjani, M., et al. Tracking the evolution o....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Patiënt-afgeleide explantatentumor-micro-omgevingvoorspelling van geneesmiddelresistentiedriedimensionale cultuurgemultiplexte immunofluorescentiemultispectrale beeldvormingcelsegmentatieidentificatie van biomarkerstumorheterogeniteitimmuuncheckpointremmers