$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
To badanie zostało przeprowadzone w ścisłej zgodności z zaleceniami zawartymi w Przewodniku dla Instytucjonalnej Komisji Rewizyjnej Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD) (IRB). IRB #090401 Otrzymano zgodę od UCSD Institutional Review Board (IRB) na pobranie próbki chirurgicznej od pacjentów do celów badawczych. Uzyskano świadomą zgodę każdego pacjenta i uzyskano wycinek chirurgiczny raka prostaty z przerzutów do kości w wyniku ortopedycznej naprawy patologicznego złamania kości udowej. Protokoły dotyczące zwierząt zostały przeprowadzone w ramach protokołu zatwierdzonego przez Uniwersytet Kalifornijski w San Diego (UCSD) oraz zatwierdzonego przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC) #S10298. Komórki z mechanicznie i enzymatycznie zdysocjowanej tkanki nowotworowej pacjenta wstrzyknięto do kości udowej 6 do 8 tygodniowego samca Rag2-/-; γ myszy c-/- zgodnie z wcześniejszym opisem17. Objętość guza ksenoprzeszczepu określono za pomocą systemu obrazowania bioluminescencyjnego in vivo i pomiarów suwmiarką. Po wzroście guza do 2,0 cm (maksymalny dopuszczalny rozmiar zatwierdzony przez IACUC), guz został pobrany w celu ustanowienia organoidów 3D.
UWAGA: Rysunek 1 pokazuje przebieg tworzenia organoidów 3D oraz numer protokołu dla każdego etapu procedur eksperymentalnych.
1. Przetwarzanie tkanek nowotworowych ksenoprzeszczepu pobranego od pacjenta (PDX)
UWAGA: To jest pierwszy krok do stworzenia organoidów dla guza pochodzącego z mysiego modelu ksenoprzeszczepu. Protokół ten jest zaadaptowany z poprzedniej publikacji Drost et al.5 i zmodyfikowaliśmy warunki pożywki, aby uwzględnić suplementację surowicy do pożywek organoidowych.
- Przetwarzaj próbkę guza zgodnie z poniższym opisem.
- Próbki guza należy rozdrobnić na 1-3 mm3 kawałki i trawić próbki za pomocą 10 ml roztworu do dysocjacji komórek przez 45 minut w temperaturze pokojowej.
- Aby zakończyć trawienie, dodaj do próbek 20 ml kompletnej pożywki DMEM.
- Przefiltrować zawiesinę przez sitko o pojemności 70 μm. Użyj sterylnego kołnierza tłoka, aby wepchnąć resztki tkanki na wierzch sitka komórkowego o wielkości 70 μm.
- Wirować przy 300 x g przez 5 minut w temperaturze 4 °C.
- Umyj osad komórkowy trzykrotnie świeżą kompletną pożywką adDMEM. Dopasować objętość pożywki do przemywania i ponownego zawieszenia do objętości pożywki sugerowanej w Tabeli 3. Na przykład w przypadku hodowli na płytkach 24-dołkowych objętość prania powinna wynosić 500 μl.
UWAGA: Jak pokazano w tabeli 3, protokół ma zastosowanie do różnych warunków hodowli.
- Określ końcową liczbę komórek za pomocą niebieskiego barwnika trypanowego i hemocytometru.
- Po uzyskaniu liczby komórek ponownie zawiesić osad komórkowy w 80 μl 2% FBS w PBS na 2 x 106 komórek nowotworowych.
- Dodaj 20 μl koktajlu zubożenia komórek myszy na 2 x 106 komórek nowotworowych. Dobrze wymieszać i inkubować przez 15 minut w temperaturze 2-8 °C.
- Dostosuj objętość do 500 μl z 2% FBS w buforze PBS na 2 x 106 komórek nowotworowych.
UWAGA: Na jednej kolumnie LS można przetworzyć do 1 x 107 komórek nowotworowych w 2,5 ml zawiesiny komórkowej.
- Załaduj kolumny LS na magnetyczny separator kolumnowy i umieść stożkową rurkę o pojemności 15 ml na stojaku pod spodem, aby zebrać przepływ.
- Przepłukać każdą kolumnę 3 ml 2% FBS w buforze PBS. Wyrzuć stożkową probówkę z przepływem do płukania i zastąp nową, sterylną probówką stożkową o pojemności 15 ml.
- Dodaj zawiesinę komórkową (do 2,5 ml 1 x 107 komórek nowotworowych) do kolumny. Zbierz przepływ, który zostanie wzbogacony o ludzkie komórki nowotworowe.
- Przepłukać kolumnę dwukrotnie 1 ml 2% FBS w buforze PBS.
UWAGA: Ważne jest, aby wykonać kroki mycia, gdy tylko kolumna będzie pusta. Staraj się również unikać tworzenia się pęcherzyków powietrza.
- Odpowiednią objętość zawiesiny komórkowej należy przeznaczyć na probówkę o pojemności 1,5 ml w celu uzyskania pożądanej hodowli (Tabela 3).
- Odwirować probówkę o pojemności 1,5 ml przy ciśnieniu 300 x g i temperaturze 4 °C przez 5 minut.
- Ostrożnie usunąć i wyrzucić supernatant.
2. Przetwarzanie pierwotnych tkanek nowotworowych pacjenta
UWAGA: To jest pierwszy krok do założenia organoidów.
- Postępuj zgodnie ze wszystkimi krokami 1 z wyjątkiem procesu wyczerpywania się komórek myszy, który nie jest konieczny do przetwarzania pierwotnych tkanek nowotworowych pacjenta.
3. Formowanie dołączonej okrągłej kopuły na płycie
UWAGA: Ten manuskrypt opisuje trzy sposoby na wykonanie kopuły z mieszaniny osadu komórkowego i błony podstawnej (np. Matrigel), jak pokazano w Rysunek 1 i Rysunek 2. W krokach 2-4 komórki i błona podstawna powinny być trzymane na lodzie, aby zapobiec zestaleniu się błony podstawnej.
- Zawiesić osad komórkowy w odpowiedniej objętości błony podstawnej (np. 40 μl) dla zestawu płytek 24-dołkowych (tabela 3).
- Delikatnie pipetować w górę i w dół, aby upewnić się, że komórki są dobrze zawieszone w błonie podstawnej.
- Odpipetować odpowiednią objętość (Tabela 3) mieszaniny błony komórkowej i podstawnej (i opcjonalnie 10 μl kompletnej pożywki adDMEM) do środka wstępnie podgrzanej płytki do hodowli tkankowej.
- Odwrócić płytkę i natychmiast umieścić ją do góry nogami w inkubatorze do hodowli komórkowych CO2 ustawionym na 5% CO2 , 37 °C na 15 minut. Zapobiega to osiadaniu komórek i przyleganiu do dna płytki, jednocześnie umożliwiając zestalenie się błony podstawnej.
- Odpipetować odpowiednią objętość (Tabela 3) wstępnie podgrzanego podłoża zawierającego 10 μM dichlorowodorku Y-27632 do każdej studzienki.
- Umieścić płytkę prawą stroną do góry w inkubatorze do hodowli komórkowych CO2 (5% CO2, 37 °C).
- Zmieniaj nośnik co 3-4 dni. Po 5-7 dniach użyj pożywki hodowlanej bez 10 μM dichlorowodorku Y-27632 w celu utrzymania kultur.
4. Formowanie pływającej kopuły z dołączonej okrągłej kopuły na płycie
- Po kroku 3.7 odłącz kopułę za pomocą skrobaka do komórek.
5. Formowanie pływających koralików
UWAGA: Ten protokół nazywa się pływającymi koralikami, ponieważ mieszanina membrany podstawnej, mediów i organoidów wygląda jak koraliki.
- Wytnij kawałek folii parafinowej o wymiarach 2 cale x 4 cale.
- Umieść folię parafinową na wgłębieniach pustego stojaka na końcówki z plastikowego pudełka na końcówki o pojemności 1000 μl.
- Delikatnie dociśnij folię parafinową, aby obrysować wgłębienia za pomocą palca wskazującego w rękawiczce, ale bez przebijania się przez folię parafinową.
- Spryskaj folię parafinową 70% etanolem i włącz lampę UV w kapturze do hodowli komórkowych, aby sterylizować przygotowaną folię parafinową przez co najmniej 30 minut.
- Przygotować mieszaninę komórek i 20 μl błony podstawnej. Gęstość wysiewu może wynosić 50 000 - 250 000 komórek na kopułę.
- Odpipetować mieszaninę komórek przetworzonych z etapu 1 lub 2 i 20 μl błony podstawnej do formy divot utworzonej w przygotowanym filmie parafinowym.
- Zawiesić osad komórkowy w błonie podstawnej i odpipetować zawiesinę komórek w przygotowanych wgłębieniach pokrytych parafiną.
- Umieść zestalone kulki i folię parafinową na 6-dołkowej płytce. W jednym dołku w płytce 6-dołkowej może zmieścić się do 5 koralików.
- Odpipetować 3-5 ml wstępnie podgrzanego podłoża zawierającego 10 μM dichlorowodorku Y-27632 do każdej studzienki, delikatnie strzepując kulki z filmu parafinowego.
UWAGA: Jako minimalną objętość zalecane jest 3 ml. Dla maksymalnej liczby kulek (N=5) na studzienkę zaleca się 5 ml podłoża.
- Umieścić płytkę w inkubatorze CO2 (5% CO2 , 37 °C).
- Zmieniaj pożywkę organoidową co 3-4 dni. Po 5-7 dniach użyj pożywki hodowlanej bez 10 μM dichlorowodorku Y-27632 w celu utrzymania kultur.
6. Łączenie obrazów organoidów in vivo za pomocą mikroskopu8
UWAGA: Niektóre mikroskopy nie są w stanie dotrzeć do zewnętrznego obwodu płytki komórkowej (ściany krawędziowej); dlatego sugerujemy używanie studzienek blisko obwodu płytki komórkowej podczas łączenia obrazów.
- Umieść płytkę do hodowli komórkowej w pozycji skierowanej do góry w uchwycie płytki w mikroskopie Keyence.
- Umieść soczewkę na środku kopuły celu.
- Skonfiguruj automatyczny proces zszywania, wybierając liczbę klatek. Na przykład można wybrać 3 x 3 lub 5 x 5, aby wygenerować 9 obrazów lub łącznie 25 obrazów.
- Naciśnij przycisk przechwytywania, aby rozpocząć proces obrazowania.
- Otwórz oprogramowanie przeglądarki obrazów i załaduj grupę obrazów wykonanych w kroku 4.
- Kliknij opcję Zszywanie obrazów, aby utworzyć zszyty obraz o wysokiej rozdzielczości.
UWAGA: Przechwytywanie obrazów seryjnych 9 lub 25 można wykonać ręcznie lub automatycznie w celu ustawienia ostrości komórek.
7. Przetwarzanie organoidów do histologii: metoda odwirowania agarozy
UWAGA: Ten protokół jest adaptacją poprzedniej publikacji Vlachogiannis et al.7. Dodaliśmy krok polegający na osadzaniu agarozy, aby z powodzeniem osadzić wszystkie populacje organoidów.
- Usuń istniejące media ze studni. Uważaj, aby nie zasysać kopuł membrany podstawnej.
- Dodać równą (równą objętości pożywki usuniętej z kroku 1) objętość roztworu do odzyskiwania komórek i inkubować przez 60 minut w temperaturze 4 °C.
- Usuń kopułę membrany podstawnej za pomocą pipety i zmiażdż kopułę membrany podstawnej za pomocą końcówki pipety. Zebrać zdysocjowaną kopułę i roztwór do odzyskiwania komórek w probówce o pojemności 1,5 ml.
- Wirować w temperaturze 300 x g i temperaturze 4 °C przez 5 min.
- Usunąć supernatant (roztwór do odzyskiwania komórek). Zachować wszystkie supernatanty w oddzielnych probówkach do końca, gdy obecność organoidów zostanie potwierdzona na ostatnim etapie granulowania.
- Dodać żądaną objętość (Tabela 3) zimnego PBS i delikatnie pipetować w górę i w dół, aby mechanicznie zakłócić osad
.
- Wirować w temperaturze 300 x g i temperaturze 4 °C przez 5 min.
- Usunąć supernatant (PBS).
- Utrwalić osad w dopasowanej objętości (np. 500 μl na jeden osad z 24-dołkowej hodowli na płytce, tabela 3) 4% PFA przez 60 minut w temperaturze pokojowej.
- Po utrwaleniu odwirować przy ciśnieniu 300 x g i temperaturze 4 °C przez 5 minut.
- Usunąć supernatant (PFA).
- Przemyć odpowiednią objętością (np. 500 μl na jeden osad z 24-dołkowej hodowli na płytkach, tabela 3) PBS i odwirować przy 300 x g i temperaturze 4 °C przez 5 min.
- Przygotuj ciepłą agarozę (2% agarozy w PBS).
UWAGA: W tym przypadku granulki komórkowe do zamrożonych odcinków mogą być bezpośrednio ponownie zawieszone w 200 μl związku OCT bez dalszych kroków w Protokole 7.
- Ponownie zawiesić osad komórkowy w 200 μl agarozy (2% w PBS).
- Natychmiast po dodaniu agarozy delikatnie oderwać osad komórkowy od ścianki probówki o pojemności 1,5 ml za pomocą igły 25 G dołączonej do strzykawki o pojemności 1 ml. Jak pokazano w Rysunek 3, jeśli osad komórkowy nie jest fizycznie oderwany od ścianki probówki o pojemności 1,5 ml, istnieje ryzyko utraty całości lub części osadu komórkowego podczas procesu zatapiania agarozy.
- Poczekaj, aż 2% agaroza w PBS całkowicie się zestali.
- Odłączyć zestalony blok agarozy od probówki o pojemności 1,5 ml za pomocą igły 25 G dołączonej do strzykawki o pojemności 1 ml.
- Przenieść odłączony blok agarozy zawierający osad komórkowy do nowej probówki o pojemności 1,5 ml.
- Napełnij probówkę 70% EtOH i kontynuuj, stosując konwencjonalny protokół odwadniania tkanek i zatapiania parafiny.
8. Histologia i cytochemia immunofluorescencyjna (IFC) organoidów
- Wybierz slajdy do histologii lub IFC.
- Przed rozpoczęciem procesu barwienia dowiedz się, gdzie znajdują się komórki na szkiełku i narysuj okrąg wokół komórek na szkiełku za pomocą markera.
- Narysuj obwód wokół krawędzi lub krawędzi szkiełka oraz miejsca, w których znajdują się okręgi na szkiełku w zeszycie laboratoryjnym, aby zapisać ich położenie.
- Wykonaj żądane barwienie.
UWAGA: Podczas tego procesu zaznaczone kółka znikają, ponieważ zwykły ekspres nie jest odporny na chemikalia. Nawet niektóre markery histologiczne mogą zostać usunięte podczas procesu barwienia.
- Po procesie barwienia umieść szkiełko nad rysunkiem w zeszycie laboratoryjnym, aby znaleźć lokalizacje komórek na szkiełku.