Określanie optymalnej częstości pola hamującego leczenie guza dla komórek nowotworowych: nieinwazyjna metoda in vitro do oceny wpływu pól TTFields na żywotność komórek nowotworowych

Pola do leczenia nowotworów (TTFields) wykorzystują zmienne pola elektryczne do zakłócania proliferacji komórek rakowych. Aby zbadać wpływ pól elektrycznych TTFields na komórki nowotworowe in vitro, należy rozpocząć od ułożenia naczyń zgodnych z polami TTFields na płycie podstawowej. Para elektrod umieszczonych na ściankach naczynia pomaga w wewnętrznym dostarczaniu pól elektrycznych.

Umieść szklane szkiełko nakrywkowe w zmontowanym naczyniu. Zasiaj kroplę zawiesiny komórek rakowych na szkiełku nakrywkowym. Inkubować, aby komórki mogły się osiąść i przylegać do powierzchni szkiełka nakrywkowego. Wyrzuć zużyte nośniki. Uzupełnij go świeżą pożywką wzrostową, aby wspomóc wzrost i ekspansję komórek rakowych.

Przenieś zespół do chłodzonego środowiska, aby skompensować nagrzewanie się naczyń podczas aplikacji pola elektrycznego. Następnie podłącz zespół do źródła zasilania. Poddaj ogniwa działaniu odpowiedniego pola elektrycznego przez żądany czas.

W szybko dzielących się komórkach zastosowane pole powoduje, że naładowane cząsteczki, takie jak dimery tubuliny i septyny, silnie ustawiają się w jego kierunku. Mechanizm ten zakłóca kluczowe zdarzenia mitotyczne, takie jak polimeryzacja mikrotubul i lokalizacja włókien septynowych. Wynikające z tego zatrzymanie mitotyczne wyzwala apoptozę prowadzącą do śmierci komórek nowotworowych.

Na początek zainstaluj szalki TTFields z pokrywkami na płycie podstawy i przygotuj dodatkowe 8 szalek, które zostaną wykorzystane do hodowli komórek kontrolnych. Umieść sterylne 2-milimetrowe szkiełko nakrywkowe na dnie każdego naczynia. Następnie zawieś 5 razy 10 do czwartej komórki MG U-87 w jednym mililitrze pożywki DMEM.

Odpowiednia liczba komórek posianych w każdym naczyniu zależy od właściwości używanej linii komórkowej. Bardzo ważne jest, aby skalibrować go przed eksperymentem, aby uniknąć przerostu komórek.

Odpipetować 200 mikrolitrów zawiesiny komórek na każde szkiełko nakrywkowe, tak aby na jego powierzchni utworzyła się kropla, a następnie przykryć szalki pokrywkami. Inkubuj wszystkie naczynia w temperaturze 37 stopni Celsjusza, 5% dwutlenku węgla przez noc, aby komórki mogły przylegać.

Po połączeniu komórek odessać pożywkę z szkiełek nakrywkowych za pomocą pipety o pojemności 200 mikrolitrów. Następnie ostrożnie odpipetuj 2 mililitry kompletnej pożywki wzrostowej na każde naczynie. Delikatnie postukaj sterylną końcówką pipety w krawędzie szkiełka nakrywkowego, aby uwolnić pęcherzyki powietrza złapane pod szkiełkiem.

Następnie należy inkubować komórki w temperaturze 37 stopni Celsjusza, 5% dwutlenku węgla, aż do rozpoczęcia leczenia polami TTFields. Aby rozpocząć leczenie polami TTFields, należy wyjąć płytkę podstawy z inkubatora w temperaturze 37 stopni Celsjusza i umieścić ją w inkubatorze z chłodzeniem dwutlenku węgla.

Temperatura inkubatora z chłodzeniem określi natężenie pola elektrycznego. Ważne jest, aby stosować odpowiednią intensywność, która zależy od wrażliwości komórek na pola TTFields.

Następnie podłącz płaskie złącze żeńskie do płyty podstawy i włącz generator pól TTFields. Otwórz oprogramowanie dedykowane dla systemu aplikacji in vitro TTFields. Po zdefiniowaniu nowego badania poprzez wpisanie nazw eksperymentu i eksperymentatora, dostosuj częstotliwość i temperaturę docelową dla każdej potrawy.

Kliknij przycisk START, aby zainicjować leczenie polem TTField w oprogramowaniu i sprawdź, czy wszystkie naczynia są wyświetlane na ekranie na jasnoniebiesko, co potwierdza ich prawidłowe połączenie. Aby ponownie nawiązać połączenie, delikatnie dociśnij naczynie w dół i powoli obracaj je do przodu iz powrotem, aż naczynie pojawi się na ekranie na jasnoniebiesko.

Po 24 godzinach od zabiegu należy przerwać eksperyment w oprogramowaniu klikając PAUSE. Odłącz złącze płaskiego od płyty podstawy, a następnie umieść płytę podstawy w komorze z przepływem laminarnym.

Następnie wyjmij płytkę podstawy z szalkami i komórkami kontrolnymi wyhodowanymi w standardowych warunkach z ich inkubatorów. Zastąp pożywkę we wszystkich naczyniach świeżą, kompletną pożywką wzrostową. Następnie umieść komórki kontrolne w inkubatorze o temperaturze 37 stopni Celsjusza i 5% dwutlenku węgla i włóż płytkę podstawy z powrotem do inkubatora z chłodzeniem.

Podłącz ponownie płytę podstawy do generatora. Kontynuuj zabieg, klikając przycisk KONTYNUUJ. Po zakończeniu zabiegu zakończ eksperyment, klikając przycisk ZAKOŃCZ EKSPERYMENT w oprogramowaniu. Następnie zapisz dane przesłane z systemu.

Po wyłączeniu generatora pól TTFields odłącz płaski przewód od płyty podstawy i wyjmij system z inkubatora. Dociśnij i obróć ceramiczne naczynie w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aby odłączyć je od płyty podstawy.

Następnie należy w asepcie przenieść szkiełka nakrywkowe poddane działaniu pól TTFields i kontrolnych na sterylne szalki Petriego zawierające świeżą pożywkę w celu dalszej oceny.

• Tumor Treating Fields (TTFields) - An approach using alternating electric fields to disrupt the growth of cancer cells.
• Cancer cell viability - Assessing living, functional cells in a cancer population.
• Microtubule polymerization - The process of building cellular structures vital for cancer cell division.
• Apoptosis - The process of programmed cell death, heightened with TTFields.
• OVCAR3 doubling time - Time it takes for OVCAR3 cancer cell population to double, influenced by TTFields.

• Introduce Tumor Treating Fields (TTFields) - It applies electric fields to interfere with cancer cell growth (e.g., TTF therapy).
• Key Concepts - TTFields can disrupt cellular structures, hindering cancer cell propagation (e.g., microtubule polymerization).
• Underlying Mechanisms - Electric field causes molecules to align and interferes mitotic events triggering cell death (e.g., apoptosis).
• Connect to the Experiment - The investigation tests TTFields effectiveness in reducing OVCAR3 cell viability.

• What are Tumor Treating Fields and how do they affect cancer cell viability?
• What is the role of microtubule polymerization in TTFields?
• How does apoptosis occur as a result of TTFields application?

• Practical Applications - TTFields can be employed as therapeutics for managing cancer (e.g., TTF therapy).
• Industry Impact - Companies like Novocure, developing TTField-based therapies, impact the healthcare industry (e.g., Novocure).
• Societal Importance - TTFields provide a non-invasive, novel approach to disrupt tumor growth (e.g., TTFields).
• Link to Scientific Advancements - TTFields represent a promising avenue for future cancer research.