Name: Kwantificeren van de Brain Gemetastatische Tumor Micro-Environment met behulp van een Organ-On-A Chip 3D Model, Machine Learning en Confocal Tomography (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-08-16T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 53 s
Description: Ontdek hoe machine learning en confocale tomografie worden gebruikt om hersenmetastasen te kwantificeren in een organ-on-a-chip model. Deze methode verbetert diagnostische mogelijkheden voor kankeronderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wij danken het Steeg Lab, bij het Nationaal Kankerinstituut voor de gulle donatie van MDA-MB-231-BR-GFP cellen. Confocale microscopie werd uitgevoerd aan de Universiteit van Michigan Biointerfaces Institute (BI). Flow cytometrie werd uitgevoerd aan de Universiteit van Michigan Flow Cytometry Core. Virale vectoren zijn gemaakt door de Universiteit van Michigan Vector Core. We danken Kelley Kidwell ook voor de begeleiding bij de statistische analyse van deze gegevens.
Financiering:
C.R.O. werd gedeeltelijk ondersteund door een NIH T-32 Training Fellowship (T32CA009676) en 1R21CA245597-01. T.M.W. werd gedeeltelijk ondersteund door 1R21CA245597-01 en het National Center for Advancing Translational Sciences van de National Institutes of Health onder Award Number UL1TR002240. Financiering voor materialen en karakterisering werd verstrekt door National Cancer Institute of the National Institutes of Health onder award nummer 1R21CA245597-01, P30CA046592, 5T32CA009676-23, CA196018, AI116482, METAvivor Foundation, en de Breast Cancer Research Foundation. De inhoud valt uitsluitend onder de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële opvattingen van de National Institutes of Health

<ol><li>Rastogi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Palliation+of+Brain+Metastases%3A+Analysis+of+Prognostic+Factors+Affecting+Overall+Survival%5BTitle%5D)+AND+%22Indian+Journal+of+Palliative+Care%22%5BJournal%5D)">Palliation of Brain Metastases: Analysis of Prognostic Factors Affecting Overall Survival.</a> Indian Journal of Palliative Care. 24 (3), 308-312 (2018).</li>
<li>Wang, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Clinicopathological+features+and+survival+outcomes+of+patients+with+different+metastatic+sites+in+stage+IV+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Cancer%22%5BJournal%5D)">The Clinicopathological features and survival outcomes of patients with different metastatic sites in stage IV breast cancer.</a> BMC Cancer. 19 (1), 1091(2019).</li>
<li>Valster, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+migration+and+invasion+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Cell migration and invasion assays.</a> Methods. 37 (2), 208-215 (2005).</li>
<li>Eccles, S. A., Box, C., Court, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+migration%2Finvasion+assays+and+their+application+in+cancer+drug+discovery%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+Annual+Review%22%5BJournal%5D)">Cell migration/invasion assays and their application in cancer drug discovery.</a> Biotechnology Annual Review. 11, 391-421 (2005).</li>
<li>Brekhman, V., Neufeld, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+asymmetric+3D+in-vitro+assay+for+the+study+of+tumor+cell+invasion%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Cancer%22%5BJournal%5D)">A novel asymmetric 3D in-vitro assay for the study of tumor cell invasion.</a> BMC Cancer. 9, 415(2009).</li>
<li>Chen, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Boyden+chamber+assay%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Boyden chamber assay.</a> Methods in Molecular Biology. 294, 15-22 (2005).</li>
<li>Poissonnier, A., Legembre, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Boyden+Chamber+Assay+to+Study+of+Cell+Migration+Induced+by+Metalloprotease+Cleaved-CD95L%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Boyden Chamber Assay to Study of Cell Migration Induced by Metalloprotease Cleaved-CD95L.</a> Methods in Molecular Biology. 1557, 117-123 (2017).</li>
<li>Li, X., Yang, H., Huang, H., Zhu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CELLCOUNTER%3A+novel+open-source+software+for+counting+cell+migration+and+invasion+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22BioMed+Research+International%22%5BJournal%5D)">CELLCOUNTER: novel open-source software for counting cell migration and invasion in vitro.</a> BioMed Research International. 2014, 863564(2014).</li>
<li>Little, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((IL-4%2FIL-13+Stimulated+Macrophages+Enhance+Breast+Cancer+Invasion+Via+Rho-GTPase+Regulation+of+Synergistic+VEGF%2FCCL-18+Signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Oncology%22%5BJournal%5D)">IL-4/IL-13 Stimulated Macrophages Enhance Breast Cancer Invasion Via Rho-GTPase Regulation of Synergistic VEGF/CCL-18 Signaling.</a> Frontiers in Oncology. 9, 456(2019).</li>
<li>Allen, S. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macrophages+Enhance+Migration+in+Inflammatory+Breast+Cancer+Cells+via+RhoC+GTPase+Signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Macrophages Enhance Migration in Inflammatory Breast Cancer Cells via RhoC GTPase Signaling.</a> Scientific Reports. 6, 39190(2016).</li>
<li>Bhatia, S. N., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+organs-on-chips%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Microfluidic organs-on-chips.</a> Nature Biotechnology. 32 (8), 760-772 (2014).</li>
<li>Huh, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstituting+organ-level+lung+functions+on+a+chip%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Reconstituting organ-level lung functions on a chip.</a> Science. 328 (5986), 1662-1668 (2010).</li>
<li>Chen, Y. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-cell+Migration+Chip+for+Chemotaxis-based+Microfluidic+Selection+of+Heterogeneous+Cell+Populations%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Single-cell Migration Chip for Chemotaxis-based Microfluidic Selection of Heterogeneous Cell Populations.</a> Scientific Reports. 5, 9980(2015).</li>
<li>Choi, Y. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cancer-associated+fibroblast+promote+transmigration+through+endothelial+brain+cells+in+three-dimensional+in+vitro+models%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Cancer%22%5BJournal%5D)">Cancer-associated fibroblast promote transmigration through endothelial brain cells in three-dimensional in vitro models.</a> International Journal of Cancer. 135 (9), 2024-2033 (2014).</li>
<li>Takeshita, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vitro+blood-brain+barrier+model+combining+shear+stress+and+endothelial+cell%2Fastrocyte+co-culture%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">An in vitro blood-brain barrier model combining shear stress and endothelial cell/astrocyte co-culture.</a> Journal of Neuroscience Methods. 232, 165-172 (2014).</li>
<li>Kienast, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+imaging+reveals+the+single+steps+of+brain+metastasis+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Real-time imaging reveals the single steps of brain metastasis formation.</a> Nature Medicine. 16 (1), 116-122 (2010).</li>
<li>Schroeder, W., Martin, K., Lorenson, B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchroeder%2C+W+%22The+Visualization+Toolkit.+4th+edn%22">The Visualization Toolkit. 4th edn</a>. , Kitware. (2006).</li>
<li>Wells, W. M., Grimson, W. L., Kikinis, R., Jolesz, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+segmentation+of+MRI+data%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Adaptive segmentation of MRI data.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 15 (4), 429-442 (1996).</li>
<li>Agarwal, S. K., Singh, S., Ghuman, S. S., Sharma, S., Lahiri, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiological+assessment+of+the+Indian+children+with+congenital+sensorineural+hearing+loss%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Otolaryngology%22%5BJournal%5D)">Radiological assessment of the Indian children with congenital sensorineural hearing loss.</a> International Journal of Otolaryngology. 2014, 808759(2014).</li>
<li>Mansfield, P., Maudsley, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medical+imaging+by+NMR%5BTitle%5D)+AND+%22The+British+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">Medical imaging by NMR.</a> The British Journal of Radiology. 50 (591), 188-194 (1977).</li>
<li>Plewes, D. B., Kucharczyk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physics+of+MRI%3A+a+primer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Physics of MRI: a primer.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 35 (5), 1038-1054 (2012).</li>
<li>Batteux, C., Haidar, M. A., Bonnet, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D-Printed+Models+for+Surgical+Planning+in+Complex+Congenital+Heart+Diseases%3A+A+Systematic+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Pediatrics%22%5BJournal%5D)">3D-Printed Models for Surgical Planning in Complex Congenital Heart Diseases: A Systematic Review.</a> Frontiers in Pediatrics. 7, 23(2019).</li>
<li>Thibault, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+for+surgical+planning+in+patients+with+breast+cancer+who+undergo+preoperative+chemotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Roentgenology%22%5BJournal%5D)">MRI for surgical planning in patients with breast cancer who undergo preoperative chemotherapy.</a> American Journal of Roentgenology. 183 (4), 1159-1168 (2004).</li>
<li>Oliver, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+platform+for+artificial+intelligence+based+identification+of+the+extravasation+potential+of+cancer+cells+into+the+brain+metastatic+niche%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">A platform for artificial intelligence based identification of the extravasation potential of cancer cells into the brain metastatic niche.</a> Lab on a Chip. 19 (7), 1162-1173 (2019).</li>
<li>Gril, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+astrocytic+S1P3+signaling+modulates+the+blood-tumor+barrier+in+brain+metastases%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Reactive astrocytic S1P3 signaling modulates the blood-tumor barrier in brain metastases.</a> Nature Communications. 9 (1), 2705(2018).</li>
<li>Badilescu, S., Packirisamy, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBadilescu%2C+S+%22BioMEMS%3A+Science+And+Engineering+Perspectives%22">BioMEMS: Science And Engineering Perspectives</a>. , Taylor & Francis/CRC Press. (2011).</li>
<li>Liu, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLiu%2C+C+%22Foundations+of+MEMS.+2nd+edn%22">Foundations of MEMS. 2nd edn</a>. , Prentice Hall. (2012).</li>
<li>Booth, R., Kim, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+a+microfluidic+in+vitro+model+of+the+blood-brain+barrier+%28muBBB%29%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Characterization of a microfluidic in vitro model of the blood-brain barrier (muBBB).</a> Lab on a Chip. 12 (10), 1784-1792 (2012).</li>
<li>Lockman, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heterogeneous+blood-tumor+barrier+permeability+determines+drug+efficacy+in+experimental+brain+metastases+of+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Heterogeneous blood-tumor barrier permeability determines drug efficacy in experimental brain metastases of breast cancer.</a> Clinical Cancer Research. 16 (23), 5664-5678 (2010).</li>
<li>Ryan Oliver, C., W, T. M. Con-tom: A Jupyter Notebook for Analyzing the tumor micro-environment in confocal images. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRyan+Oliver%2C+C+%22Zenodo%22">Zenodo</a>. , Version 0.8, 3825719 (2020).</li>
<li>Lorensen, W. E., Johnson, C., Kasik, D., Whitton, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((History+of+the+Marching+Cubes+Algorithm%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Computer+Graphics+and+Applications%22%5BJournal%5D)">History of the Marching Cubes Algorithm.</a> IEEE Computer Graphics and Applications. 40 (2), 8-15 (2020).</li>
<li>Kleinbaum, D. G., Kupper, L. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKleinbaum%2C+DG+%22Applied+regression+analysis+and+other+multivariable+methods%22">Applied regression analysis and other multivariable methods</a>. , Duxbury Press. (1978).</li>
<li>Berg, M. d <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBerg%2C+Md+%22Computational+geometry+%3A+algorithms+and+applications%2C+2nd+rev.+edn%22">Computational geometry : algorithms and applications, 2nd rev. edn</a>. , Springer. (2000).</li>
<li>Esch, M. B., Post, D. J., Shuler, M. L., Stokol, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+in+vitro+endothelial+linings+grown+within+microfluidic+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering+Part+A%22%5BJournal%5D)">Characterization of in vitro endothelial linings grown within microfluidic channels.</a> Tissue Engineering Part A. 17 (23-24), 2965-2971 (2011).</li>
<li>Brinkley, B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variations+in+cell+form+and+cytoskeleton+in+human+breast+carcinoma+cells+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Variations in cell form and cytoskeleton in human breast carcinoma cells in vitro.</a> Cancer Research. 40 (9), 3118-3129 (1980).</li>
<li>Eigenmann, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+study+of+four+immortalized+human+brain+capillary+endothelial+cell+lines%2C+hCMEC%2FD3%2C+hBMEC%2C+TY10%2C+and+BB19%2C+and+optimization+of+culture+conditions%2C+for+an+in+vitro+blood-brain+barrier+model+for+drug+permeability+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Fluids+and+Barriers+of+the+Central+Nervous+System%22%5BJournal%5D)">Comparative study of four immortalized human brain capillary endothelial cell lines, hCMEC/D3, hBMEC, TY10, and BB19, and optimization of culture conditions, for an in vitro blood-brain barrier model for drug permeability studies.</a> Fluids and Barriers of the Central Nervous System. 10 (1), 33(2013).</li>
<li>Griep, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BBB+on+chip%3A+microfluidic+platform+to+mechanically+and+biochemically+modulate+blood-brain+barrier+function%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Microdevices%22%5BJournal%5D)">BBB on chip: microfluidic platform to mechanically and biochemically modulate blood-brain barrier function.</a> Biomedical Microdevices. 15 (1), 145-150 (2013).</li>
<li>Weksler, B., Romero, I. A., Couraud, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hCMEC%2FD3+cell+line+as+a+model+of+the+human+blood+brain+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22Fluids+and+Barriers+of+the+Central+Nervous+System%22%5BJournal%5D)">The hCMEC/D3 cell line as a model of the human blood brain barrier.</a> Fluids and Barriers of the Central Nervous System. 10 (1), 16(2013).</li>
<li>Dello Russo, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+human+microglial+HMC3+cell+line%3A+where+do+we+stand%3F+A+systematic+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroinflammation%22%5BJournal%5D)">The human microglial HMC3 cell line: where do we stand? A systematic literature review.</a> Journal of Neuroinflammation. 15 (1), 259(2018).</li>
<li>Dun, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proteotranscriptomic+Profiling+of+231-BR+Breast+Cancer+Cells%3A+Identification+of+Potential+Biomarkers+and+Therapeutic+Targets+for+Brain+Metastasis%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+%26+Cellular+Proteomics%22%5BJournal%5D)">Proteotranscriptomic Profiling of 231-BR Breast Cancer Cells: Identification of Potential Biomarkers and Therapeutic Targets for Brain Metastasis.</a> Molecular & Cellular Proteomics. 14 (9), 2316-2330 (2015).</li>
<li>Xing, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+astrocytes+promote+the+metastatic+growth+of+breast+cancer+stem-like+cells+by+activating+Notch+signalling+in+brain%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Molecular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Reactive astrocytes promote the metastatic growth of breast cancer stem-like cells by activating Notch signalling in brain.</a> EMBO Molecular Medicine. 5 (3), 384-396 (2013).</li>
<li>Zhang, B., Radisic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organ-on-a-chip+devices+advance+to+market%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Organ-on-a-chip devices advance to market.</a> Lab on a Chip. 17 (14), 2395-2420 (2017).</li>
</ol>

Er zijn geen onthullingen te verklaren.

We hebben een nieuwe methode ontwikkeld en gepresenteerd die tools aanpast die vaak worden gebruikt in klinische beeldanalyses voor het meten van extravasatie en migratie van kankercellen via een endotheelbarrière in hersenweefsel. We stellen dat deze aanpak nuttig kan zijn voor zowel in vivo als in vitro metingen; we hebben aangetoond dat het gebruik ervan op een 3D-microfluïdisch systeem recapituleren hersenen vasculatuur. Kankercelmetingen inclusief extradatieafstand, percentage extravasated door volume, sfericiteit e...

Hersenmetastasen zijn de meest dodelijke kankerletsels; 10-30% van alle kankers metastaseren naar de hersenen, met een mediane overleving van slechts ~ 5-20 maanden, afhankelijk van het type kanker1,,2. Een belangrijke vraag die ontstaat bij het bestuderen van kankermetastase is hoe subklonen migreren van de humorale omgeving van de bloedbaan in een orgaan zoals de hersenen3,4. Deze vraag heeft geleid tot vele variaties van migratie, invasie, en extravasation testen. Al deze methoden delen de kritieke stap van het tellen of meten van eigenschappen van cellen die van de ene locatie naar de andere gaan in reactie op een stimulus. De meeste migratietesten die direct beschikbaar zijn, worden gebruikt om tweedimensionale (2D) migratie van kankercellen te bestuderen. Deze hebben een schat aan kennis opgehelderd; zij vatten echter niet het driedimensionale karakter samen van het in vivo-systeem dat andere methoden kunnen leveren5. Daarom is het noodzakelijk om de tumormicro-omgeving (TME) te bestuderen in driedimensionale (3D)-systemen, maar de analysebenaderingen die beschikbaar zijn voor 3D-structuren zijn beperkt en vaak inconsistent.
Een van de meest populaire 3D-tools is een Boyden kamer die bestaat uit een membraan opgehangen aan de onderkant van een put, het scheiden van twee verschillende regio's. Boyden introduceerde de test om leukocyte chemotaxis4te bestuderen. De onderste gebieden kunnen worden gevarieerd door chemie of andere middelen6,7 om cellen in het bovenste gebied te induceren om te migreren naar het lagere gebied. De meest voorkomende benadering voor het kwantificeren van het aantal cellen dat is gemigreerd is om de cellen vrij te geven van de bodem van het membraan met behulp van een buffer oplossing, lyse ze, en vervolgens tellen ze op basis van de hoeveelheid DNA-inhoud in de oplossing7. Deze indirecte benadering is gevoelig voor fouten van de operator als gevolg van techniek variabiliteit en de procedure vernietigt informatie over het kankerfenotype en de micro-omgeving. Variaties van de Boyden kamertest omvatten fixatie van trekkende cellen die op het membraan blijven, maar alleen een aantal cellen biedt die niet langer levensvatbaar zijn voor voortgezet onderzoek6,8,9.
Als gevolg van beperkingen van de Boyden kamer en de groei van innovaties in de microfluïde gemeenschap, migratie test chips zijn ontwikkeld die de beweging van cellen in reactie op een stimulus in een richting in plaats van drie10,11,12observeren . Deze migratietesten vergemakkelijken de controle over factoren zoals stroom of eencellige scheiding13,14 die een betere interpretatie van de resultaten mogelijk maken; echter, hun 2D-formaat onvermijdelijk verliest wat dynamische informatie. Recente studies hebben zich gericht op extravasatie (d.w.z. de beweging van cellen uit het verkeer naar een weefsel, zoals de bloedhersenbarrière) in een 3D-omgeving14,15. De extravasatie afstand in weefsel en indringend gedrag dat optreedt bij de cellulaire barrière / membraan is verfijnder dan metingen opgedaan met behulp van ofwel de Boyden kamer of een 2D microfluïde migratie apparaat16. Zo zijn apparaten die de juiste beeldvorming en analyse van 3D-extravasatie mogelijk maken van cruciaal belang om deze geavanceerde metingen vast te leggen, maar ontbreken ze in de literatuur.
Onafhankelijk van migratietesten zijn robuuste beeldvormingstechnieken ontwikkeld voor magnetic resonance imaging (MRI) en tomografie die weefsel in 3D-ruimte17,18nauwkeurig kunnen identificeren en nauwkeurig reconstrueren. Deze technieken verwerven beelden in z-stacks en segmentgedeelten van het beeld op basis van de eigenschappen van het weefsel en zetten vervolgens de gesegmenteerde afbeeldingen om in driedimensionale mazen19,20,21. Dit stelt artsen in staat om te visualiseren in 3D individuele organen, botten en bloedvaten om te helpen bij chirurgische planning of hulp bij de diagnose van kanker of hart-en vaatziekten22,23. Hier zullen we laten zien dat deze benaderingen kunnen worden aangepast voor gebruik op microscopische exemplaren en 3D-extravasatie-apparaten.
Hiertoe ontwikkelden we de innovatieve confocale tomografietechniek, die hierin wordt gepresenteerd, die flexibiliteit biedt om de extravasatie van tumorcellen over een membraan te bestuderen door bestaande tomografietools aan te passen. Deze aanpak maakt het mogelijk om het volledige gamma van kankercelgedrag te bestuderen terwijl ze interageren met een cellulaire barrière, zoals een endotheelcellaag. Kankercellen vertonen indringend gedrag; sommigen kunnen binnenvallen, maar blijven dicht bij het membraan, terwijl anderen gemakkelijk door de barrière gaan. Deze techniek kan informatie opleveren over het fenotype van de cel in alle dimensies24. Met behulp van deze aanpak om de TME te bestuderen is zowel relatief goedkoop, gemakkelijk te interpreteren, en reproduceerbaar, in vergelijking met meer complexe in vivo murine modellen. De gepresenteerde methodologie moet een sterke basis bieden voor de studie van vele soorten tumoren en micro-omgevingen door de stromale regio aan te passen.
We beschrijven en demonstreren het gebruik van een 3D microfluïde bloedhersenniche (μmBBN) platform (Figuur 1) waar kritische elementen van de barrière en niche (microvasculaire endotheliale cellen en astrocyten) gedurende een langere periode (ongeveer tot 9 dagen) kunnen worden gekweekt, fluorescerend afgebeeld door confocale microscopie, en de beelden gereconstrueerd met behulp van onze confocale tomografietechniek (figuur 2); alle gericht op de ontwikkeling van micro-metastase en veranderingen in de tumor micro-omgeving te begrijpen in een herhaalbare en kwantitatieve manier. De bloed-hersenbarrière interface met de hersenen niche is samengesteld uit de hersenen microvasculaire endotheelcellen die worden versterkt door kelder membraan, astrocyten voeten, en pericyten25. We hebben ons selectief gericht op de astrocyten en endotheelcomponenten gezien hun belang in de vorming en regulatie van de bloedhersenbarrière. We laten zien hoe je de kankercellen en tumormicro-omgevingscomponenten en humorale componenten fabriceren, zaaien, beeld, en analyseren, met behulp van dit platform. Ten slotte laten we zien hoe machine learning kan worden gebruikt om de intrinsieke fenotypische verschillen van kankercellen te identificeren die in staat zijn om door een model μmBBN te worden doorgevoerd en om ze een objectieve index van hersenuitzaaiend potentieel toe te wijzen24. De gegevenssets die door deze methode worden gegenereerd, kunnen worden gebruikt om fundamentele en translationele vragen over metastase, therapeutische strategieën en de rol van de TME in beide te beantwoorden.

<table><tbody><tr><td>0.25% Trypsin-EDTA met fenol rood</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>25200056</td><td></td></tr><tr><td>1.5 mm biopsie puncher met plunjer</td><td>Integra LifeSciences Corporation</td><td>33-31A-P/25</td><td></td></tr><tr><td>10x MEM</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11430030</td><td></td></tr><tr><td>150 mm petrischalen</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB0875714</td><td></td></tr><tr><td>1x DPBS, zonder Ca en Mg</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>14190144</td><td></td></tr><tr><td>200uL pipettip</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-707-411</td><td></td></tr><tr><td>4 inch silicium wafer</td><td>University Wafer</td><td>452</td><td></td></tr><tr><td>48 mm breed verpakkingstape</td><td>Fisher Scientific</td><td>19-072-097</td><td></td></tr><tr><td>50 x 75 mm glazen plaatje</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-550C</td><td></td></tr><tr><td>A1 confocale microscoop</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>aceton</td><td>Fisher Scientific</td><td>A9-20</td><td></td></tr><tr><td>antibioticum/antimyoticum (penicilline/streptomycine/amfotericine)</td><td>Gibco</td><td>15240062</td><td></td></tr><tr><td>box cutter mes</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC1721575</td><td></td></tr><tr><td>dissectieschaartjes</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-951-5</td><td></td></tr><tr><td>DMEM met 4.5 g/L glucose</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11960-044</td><td></td></tr><tr><td>dubbelzijdige tape</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC0879005</td><td></td></tr><tr><td>EGM-2</td><td>Lonza</td><td>CC-3162</td><td></td></tr><tr><td>Fetaal bovien serum, hitte geïnactiveerd</td><td>Corning</td><td>MT35011CV</td><td></td></tr><tr><td>Fiji software</td><td>ImageJ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>glazen flesje</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-341-25D</td><td></td></tr><tr><td>glutamax</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>35050061</td><td></td></tr><tr><td>hCMEC/D3</td><td>EMD Millipore</td><td>SCC066</td><td></td></tr><tr><td>Jupyter notitieblok</td><td>Anaconda</td><td></td><td></td></tr><tr><td>L-glutamine</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>25030081</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel - groeifactor gereduceerd met fenol rood</td><td>Corning</td><td>CB-40230A</td><td></td></tr><tr><td>MDA-MB-231</td><td>ATCC</td><td>HTB-26</td><td></td></tr><tr><td>MDA-MB-231-BR-GFP</td><td>Dr. Patricia Steeg, NIH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>N-2 groeisupplement</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>17502048</td><td></td></tr><tr><td>normale humane astrocyten (NHA)</td><td>Lonza</td><td>CC-2565</td><td></td></tr><tr><td>Orange software</td><td>University of Ljubljana</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pasteur pipette</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-711-9AM</td><td></td></tr><tr><td>Fotolitografie maskers</td><td>Photosciences Incorporated</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pLL3.7-dsRed</td><td>University of Michigan Vector Core</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pLL-EV-GFP</td><td>University of Michigan Vector Core</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pLOX-TERT-iresTK</td><td>Addgene</td><td>12245</td><td></td></tr><tr><td>pMD2.G</td><td>Addgene</td><td>12259</td><td></td></tr><tr><td>polycarbonaat membraan, 5um poriegrootte</td><td>Millipore</td><td>TMTP04700</td><td></td></tr><tr><td>psPAX2</td><td>Addgene</td><td>12260</td><td></td></tr><tr><td>PureCol, 3 mg/mL</td><td>Advanced Biomatrix</td><td>5005</td><td>Type I bovien collageen</td></tr><tr><td>natriumbicarbonaat</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>25080094</td><td></td></tr><tr><td>natriumpyruvaat</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11360070</td><td></td></tr><tr><td>Solo beker</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC1416545</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 2075</td><td>MicroChem Corporation</td><td>Y111074 0500L1GL</td><td></td></tr><tr><td>SU8 ontwikkelaar</td><td>MicroChem Corporation</td><td>Y020100 4000L1PE</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184</td><td>Ellsworth Adhesive Company</td><td>NC0162601</td><td></td></tr><tr><td>Tolueen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>179965-1L</td><td></td></tr><tr><td>Trichlor perfluoro octyl silaane</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>448931-10G</td><td></td></tr></tbody></table>

kwantificeren van de brain gemetastatische tumor micro-environment met behulp van een organ-on-a chip 3d model, machine learning en confocal tomography

Quantifying the Brain Metastatic Tumor Micro-Environment using an Organ-On-A Chip 3D Model, Machine Learning, and Confocal Tomography

Hersenmetastasen zijn de meest dodelijke kankerletsels; 10-30% van alle kankers metastaseren naar de hersenen, met een mediane overleving van slechts ~ 5-20 maanden, afhankelijk van het type kanker. Om de hersenstastatische tumorlast te verminderen, moeten hiaten in basis- en translationele kennis worden aangepakt. Grote uitdagingen zijn een gebrek aan reproduceerbare preklinische modellen en bijbehorende instrumenten. Driedimensionale modellen van metastase van de hersenen kunnen de relevante moleculaire en fenotypische gegevens opleveren die worden gebruikt om aan deze behoeften te voldoen in combinatie met speciale analysetools. Bovendien, in vergelijking met murine modellen, orgaan-op-een-chip modellen van patiënt tumorcellen dwars door de bloed-hersenbarrière in de hersenen micro-omgeving genereren snel resultaten en zijn meer interpreteerbaar met kwantitatieve methoden, dus vatbaar voor een hoge doorvoer testen. Hier beschrijven en demonstreren we het gebruik van een nieuw 3D-microfluïde bloedhersenniche (μmBBN) platform waar meerdere elementen van de niche gedurende een langere periode (enkele dagen) kunnen worden gekweekt, fluorescerend worden afgebeeld door confocale microscopie, en de beelden gereconstrueerd met behulp van een innovatieve confocale tomografietechniek; alle gericht op de ontwikkeling van micro-metastase en veranderingen in de tumor micro-omgeving (TME) te begrijpen in een herhaalbare en kwantitatieve manier. We laten zien hoe je de kankercellen en TME cellulaire en humorale componenten fabriceren, zaaien, beeld, en analyseren, met behulp van dit platform. Bovendien laten we zien hoe kunstmatige intelligentie (AI) wordt gebruikt om de intrinsieke fenotypische verschillen van kankercellen te identificeren die door een model μmBBN kunnen worden doorgevoerd en om ze een objectieve index van hersenuitzaaiend potentieel toe te wijzen. De gegevenssets die door deze methode worden gegenereerd, kunnen worden gebruikt om fundamentele en translationele vragen over metastase, de werkzaamheid van therapeutische strategieën en de rol van de TME in beide te beantwoorden.

Met behulp van deze techniek analyseerden we celtypen gelabeld met verschillende fluorescerende eiwitten of kleurstoffen. We demonstreren het gebruik van deze aanpak met een μmBBN-chip geformuleerd met hCMEC/D3-DsRed en niet-fluorescerende astrocyten. De microvasculaire endotheelcellen van de hersenen werden op een poreus membraan (5 μm spoor geëtst poriën) gezaaid en in een couveusegeplaatst 34 bij 37 °C onder 5% CO2. Na drie dagen werd de samenvloeiing van de endotheellaag bevestigd v...

Hier presenteren we een protocol voor het voorbereiden en kweken van een bloed-hersenbarrière gemetastaseerde tumor micro-omgeving en vervolgens kwantificeren van de toestand met behulp van confocale beeldvorming en kunstmatige intelligentie (machine learning).

Kwantificeren van de Brain Gemetastatische Tumor Micro-Environment met behulp van een Organ-On-A Chip 3D Model, Machine Learning en Confocal Tomography

Brain metastases are the most lethal cancer lesions; 10-30% of all cancers metastasize to the brain, with a median survival of only ~5-20 months, ...

Confocale tomografie werd ontwikkeld om het volledige gamma van kankercelgedrag te verkrijgen, omdat ze interageren met de cellulaire barrière en niche. Deze methode biedt een basis voor het bestuderen van uitzaaiingen als ze zich voordoen. Deze aanpak is handig voor het kwantificeren van levend celgedrag.Confocale tomografie, in combinatie met machine learning, is nuttig voor een verscheidenheid van organ-on-a-chip platforms. Het analyseren van primaire of terugkerende tumor of circulerende tumorcellen kan een belangrijk diagnostisch hulpmiddel zijn om hersenmetastasen te voorspellen en hersenstaase te onderscheiden van niet-hersenstastatische cellen. Om het microfluidic BBN-apparaat te monteren, breng je een apparaat van de vacuümdesiccator over op een geschikt oppervlak met de inhammen naar beneden gericht en plaats je de hele opstelling in een plasmakamer.Plaats de hele setup in een plasmakamer en trek een vacuüm voordat u het apparaat gedurende 30 seconden met plasma op 80 Watt behandelt. Gebruik aan het einde van de behandeling een handleiding om het apparaat snel te plaatsen, de zijkant op de glazen schuif op de labbank in te nemen om een permanente band te creëren tussen de PDM's van het apparaat en de dia. Steek vervolgens 200 microliter pipettips in, snijd twee millimeter van de punt in alle inhammen en uitlaten en plaats het apparaat in de plasmakamer voor een plasmakamer van acht minuten en 200 watt plasmabehandeling.Nadat het apparaat is afgekoeld, plaatst u het apparaat in een steriele secundaire houder en breng binnen 15 minuten na de behandeling van plasmide 120 microliters van een collageen astrocytenoplossing in het apparaat via de pipetpunt voor de onderste kamer. Laat de oplossing over de kamer in de tegenoverliggende pipetpunt lopen en vul het volgende kanaal van het apparaat. Wanneer alle vier de kanalen van het apparaat zijn gevuld, plaats de chip in de celcultuur incubator voor een uur.Wanneer het collageen is ingesteld, smeer dan alle pipettetips die de onderste kamer voeden met het juiste volledige celcultuurmedium en bestrijk de bovenste kamer met 2%-groeifactor verminderde matrigel, in volledig endotheel medium. Wanneer beide kamers zijn gecodeerd, plaatst u het apparaat een uur in de couveuse voordat u de bovenste kamer met het juiste medium spoelt. Afwisselende tips, zie 30 microliters van een keer 10 tot de zesde endotheelcellen per milliliter van het juiste medium, via de tips in de bovenste kamer om de 15 minuten, voor een totaal van vier aliquots van cellen per tip.Incuberen het apparaat tussen zaailingen. Wanneer alle endotheelcellen zijn gezaaid, vul alle tips met het medium en breng het apparaat 48 uur terug naar de celkweek incubator. Wanneer de endotheellaag is gerijpt, vervangt u het medium in de chip om het medium celkweek aan te vullen en elk bovenste kamerkanaal te zaaien met 30 microliters van één keer 10 tot de zes kankercellen per milliliter van het juiste medium.Nadat elke 30 microliter aliquot van cellen is gezaaid, breng het apparaat terug naar de incubator gedurende 15 minuten en vul het vervolgens alle tips met het juiste medium om het apparaat 24 tot 48 uur terug te brengen naar de celkweek incubator. Nadat het apparaat is gekweekt en afgebeeld, om het fenotype van de kankercellen te meten, open de meegeleverde software en lees het confocale beeld in het geheugen. De software slaat elk kleurkanaal van de 3D confocale afbeelding op in een apart TIFF-bestand.Selecteer Dekkingswaarden wijzigen voor elk microscoopkanaal'en pas de kanaalalcingwaarde aan voor de kleurkanalen die in de afbeelding aanwezig zijn, zodat de achtergrond wordt verwijderd en alleen de fluorescerende waarden in de cellen overblijven. Als u het effect wilt visualiseren, selecteert u Een 3D-rendering weergeven om te controleren of de drempelwaarde correct is ingesteld en als de afbeelding er correct uitziet, de dekkingswaarden opslaat in de spreadsheet van de experimenttracker. Gebruik vervolgens marcherende kubussen om de volumeafbeelding om te zetten in afzonderlijke 3D-driehoekige meshed-objecten die zijn opgeslagen in de VTK-gegevensindeling.Om een vliegtuig aan de endotheelbarrière te plaatsen, zoek eerst de celcentroids. Gebruik het polydata-connectiviteitsfilter om de lijst met mazen in het VTK-bestand te herhalen om de regio's te extraheren die niet zijn verbonden. Bereken de centroid van elk gaas en voeg de meting toe aan een lijst met centroids die filteren op te grote of te kleine mazen.Om een vlak aan de lijst van centroids voor de endotheelcellen te passen, gebruikt u een minimalisering van de foutmethode, visualiseer RFP-centroids en vlakfit'om de pasvorm van het vlak te genereren en uit te plotten en de pasvorm van het vlak te inspecteren, waarbij de pasvorm zo nodig handmatig wordt aangepast. Wanneer het vliegtuig goed is gemonteerd, slaat u het normale van het vliegtuig op in het experimenttrackerbestand. Om elk fenotype van kankercellen te meten nadat u de endotheellaag met een vlak hebt gekenmerkt, laadt u de celanalysefunctie en voert u Lees in de informatie over de experimenttracker en analyseert u de kanalen die bestaan om elke regio in het VTK-bestand te herhalen en te analyseren.Voor elke regio wordt elke cel in de functie geclips, zodat het gaas onder het membraan wordt berekend. Om het cellulaire fenotype te meten, berekent u de vorm, het volume en de positie van elke kankercel. Meet vervolgens het volume en de positie van elke afgeknipte kankercel om het percentage cel te berekenen dat door de endotheelbarrière is extravasated.Nadat deze stappen voor verschillende experimenten zijn uitgevoerd, worden de gegevens als één xlsx-bestand geëxporteerd om de gegevens in een spreadsheet op te slaan. Een microfluïde BBN-chip met een confluent endotheelbarrière is acceptabel voor experimenten, terwijl een microfluïde BBN-chip met bijzonder slechte endotheeldekking dat niet is. In deze representatieve analyse de hersenen op zoek naar kankercellijn, vertoont een subpopulatie van cellen die extravasates over de endotheelbarrière en migreert diep in de hersenen niche ruimte van de microfluïde BBN chip Op twee en negen dagen na blootstelling, de ouderlijke kankercellen onderhouden een aanzienlijk deel van de cellen op de top van de barrière uit de buurt van de hersenen niche ruimte , terwijl de hersenen gemetastaseerde kankercelpopulatie onderhouden een deel van de cellen die groter waren dan 100%extravasated.Morfologische kwantificering van de vorm van kankercellen gaf aan dat ouderlijke cellen op dag één minder bolvormig gevormde cellen vertoonden, terwijl na twee en negen dagen interactie beide kankercellijnen trendeerden naar het verminderen van hun sfericiteit. Bovendien waren de subpopulaties van kankercellen die in de astricydische niche extravaseerden kleiner in omvang, vergeleken met de kankercellen die in interactie met de endotheelbarrière bleven zonder extravaserend in de hersenen. Hersenen op zoek naar kanker cellijnen en patiënt afgeleide xenografts, vertonen een fenotypische patroon in de microfluïde BBN-chip die kan worden benut om onderscheid te maken tussen de hersenen gemetastaseerde en niet-hersenuitzaaiende kankercellen door machine learning.Zelfselectie is belangrijk. Endotheelcellen met een hoger, laag passageaantal vertoonden variabel barrièregedrag. Bovendien kunnen kankercellen en hun fluorescerende expressie in de loop van de tijd veranderen.Na deze procedure kunnen onderzoekers moleculaire profilering van het huis of de cellen van het geheim in het apparaat gebruiken om moleculaire mechanismen van metastasen te bestuderen. Deze techniek maakt het mogelijk om complexe interacties tussen kankercellen en hun micro-omgevingen te verkennen, door een ontworpen micro-omgeving te combineren met een kwantitatieve beeldvorming van nichecomponenten in de loop van de tijd.

quantifying-brain-metastatic-tumor-micro-environment-using-an-organ

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Kankeronderzoek

We hebben 3D coculture modellen voor live-cell imaging in real-time van de interacties tussen borsttumor cellen en andere cellen in hun micro-omgeving die van invloed zijn progressie naar een invasieve fenotype. Deze modellen kunnen dienen als preklinisch schermen voor drugs te paracriene-geïnduceerde proteolytische, chemokine / cytokine en kinase pathways die betrokken zijn bij invasiviteit richten.

MAME Modellen voor 4D live-cell imaging van de tumor: micro-omgeving interacties die van invloed zijn Maligne Progression

This video demonstrates the development of a 3D co-culture system. Mouse brain slices are placed on a membrane, and fluorescently labeled human brain tumor cells are allowed to grow on it. Once the system is ready, it is stained for imaging.

Establishing a Brain Tumor in an Organotypic Slice Co-culture Model

Het organotypische co-kweek met hersenplakjes carcinoomcellen kunnen visualiseren morfologische veranderingen van fluorescentie en helderveld (video) microscopie gedurende het proces van cel carcinoom invasie van hersenweefsel. Dit model systeem maakt het ook mogelijk voor mobiele uitwisseling en replenishment benaderingen en biedt een breed scala van manipulaties en analyses.

Coculture systeem met een Organotypische Brain Slice en 3D Sferoïde van carcinomacellen

Een borstkanker hersenmetastasen muismodel wordt vastgesteld met echografie-imaging geleide intracardiale injectie van MDA-MB231/Br-GFP cellen. Ontwikkeling van multifocale intracraniële metastasen is longitudinaal gevolgd met behulp van hoge-resolutie 9.4 T MRI.

Ultrasound Imaging-begeleide Intracardiale Injection een muismodel van borstkanker hersenmetastasen Gevolgd door Longitudinale MRI Ontwikkelen

Dit werk presets een geavanceerd protocol om nauwkeurig te beoordelen tumor laden door detectie van groene fluorescerende eiwitten en bioluminescentie signalen, alsmede de integratie van kwantitatieve moleculaire detectie techniek.

Studeren Triple Negatieve Borstkanker met behulp van Orthotopische Borstkanker Model

Intracraniale hersenen metastase modellering wordt gecompliceerd door een onvermogen om tumorgrootte en reactie op de behandeling met nauwkeurige en tijdige methoden te controleren. De gepresenteerde methodologie paren intracraniale tumor injectie met magnetische resonantie imaging analyse, die wanneer gecombineerd, cultiveert nauwkeurige en consistente injecties, verbeterde dier monitoring, en nauwkeurige tumor volume metingen.

Modellering van hersenmetastasen door middel van intracraniale injectie en magnetische resonantie beeldvorming

In het tijdperk van immunotherapie en eencellige genomische profilering vereist kankerbiologie nieuwe in vitro en computationele hulpmiddelen voor het onderzoeken van de tumor-immuuninterface in een juiste spatiotemporale context. We beschrijven protocollen om tumor-immuun microfluïdische co-culturen te exploiteren in 2D- en 3D-instellingen, compatibel met dynamische, multiparametrische monitoring van cellulaire functies.

Microfluïdische co-cultuurmodellen voor het ontleden van de immuunrespons in in vitro tumormicro-omgevingen

We beschrijven een xenograft muismodel van borstkanker hersenmetastase gegenereerd via staart-ader injectie van een endogene HER2-versterkte inflammatoire borstkankercellijn.

Modellering van hersenmetastase via staartaderinjectie van inflammatoire borstkankercellen

Hersenmetastase is een oorzaak van ernstige morbiditeit en mortaliteit bij kankerpatiënten. De meeste muismodellen voor hersenmetastasen worden gecompliceerd door systemische metastasen die de analyse van mortaliteit en therapeutische interventie-uitkomsten verstoren. Hier gepresenteerd is een protocol voor interne carotisinjectie van kankercellen dat consistente intracraniale tumoren produceert met minimale systemische tumoren.

Modellering van hersenmetastase door interne halsslagaderinjectie van kankercellen

De stereotactische intracraniële injectietechniek maakt precieze en gelokaliseerde implantatie van tumorcellen in de muiscortex mogelijk, waardoor het een krachtig model is voor het bestuderen van metastatische kolonisatie van de hersenen.

Modellering van hersenmetastase: gestandaardiseerde analyse van metastatische kolonisatie en histologische groeipatronen door stereotactische intracorticale injectie

We presenteren een 3D-glioblastoommigratiemodel met behulp van door patiënten afgeleide magnetische gliomasferen, gegenereerd uit nieuw gediagnosticeerde en terugkerende tumoren. Dit platform maakt het mogelijk om patiëntspecifieke migratiedynamiek te visualiseren en de therapeutische effectiviteit te beoordelen. De assay kan na migratie worden gemultiplexed om eiwitlokalisatie en expressiepatronen te evalueren.

Reproducerbare 3D glioblastoom migratietest met magnetische nanodeeltjesgemedieerde sferoidlokalisatie onder hypoxische omstandigheden

Ontdek hoe machine learning en confocale tomografie worden gebruikt om hersenmetastasen te kwantificeren in een organ-on-a-chip model. Deze methode verbetert diagnostische mogelijkheden voor kankeronderzoek.

Kwantificeren van de Brain Gemetastatische Tumor Micro-Environment met behulp van een Organ-On-A Chip 3D Model, Machine Learning en Confocal Tomography (Video) | JoVE Journal

Kwantificeren van de Brain Gemetastatische Tumor Micro-Environment met behulp van een Organ-On-A Chip 3D Model, Machine Learning en Confocal Tomography

Meer video's verkennen