Name: Wykorzystanie obrazowania żywych komórek in vitro do badania chemioterapeutyków dostarczanych przez nanocząstki na bazie lipidów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 26 s
Description: Poznaj technikę obrazowania żywych komórek do śledzenia w czasie rzeczywistym wchłaniania chemioterapeutyków dostarczanych przez nanocząstki lipidowe. Ta metoda pozwala uniknąć artefaktów fiksacji i precyzyjnie obserwować procesy dostarczania leków do komórek nowotworowych.

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

Używane urządzenia mikroskopowe są częścią Centrum Obrazowania Optycznego Erasmus i chcielibyśmy podziękować personelowi OIC za ich usługi.

1. Przygotowanie
<ol>
	<li>Zmontuj komorę obrazowania, która składa się z dwóch części.
	<ol>
		<li>Umieść 25-milimetrową szklaną pokrywę (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A-1) w dolnej części komory (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A-2) i przykręć górną część do dolnej części (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A-3). Nie dokręcaj zbyt mocno, ponieważ szkło może pęknąć. Autoklawuj całą komorę (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A-4).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotuj pożywkę do hodowli komórkowych, uzupełniając zmodyfikowaną pożywkę Eagle's Medium (DMEM) firmy Dulbecco bez czerwieni fenolowej 10% inaktywowaną termicznie surowicą cielęcą płodu (FCS) i 1 mM L-glutaminą w sterylnych warunkach. Przed użyciem przechowywać w temperaturze 4 °C i ogrzać do 37 °C.</li>
	<li>Utrzymywać komórki z pożywką do hodowli komórkowych w kolbach hodowlanych przy użyciu standardowych technik hodowli komórkowych. 
	UWAGA: W tym przypadku użyto dwóch linii komórkowych myszy, czerniaka B16BL611 i raka płuc Lewisa (LLC) oraz dwóch ludzkich czerniaków, BLM i 1F612.</li>
	<li>Przygotować 0,1% żelatyny, ważąc i rozpuszczając żelatynę w roztworze soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS) w temperaturze 37 °C przez noc. Wysterylizować roztwór, filtrując go przez filtr 0,22 μm i przechowywać w temperaturze 4 °C.</li>
</ol>
2. Komórki płytkowe
<ol>
	<li>Wyjmij komorę obrazowania z worka sterylizacyjnego w komorze z przepływem laminarnym, ostrożnie dokręć komorę i umieść ją na szalce Petriego. 
	UWAGA: Aby uniknąć zanieczyszczenia, należy przechowywać komorę obrazowania na szalce Petriego do czasu, aż komora będzie mogła zostać umieszczona pod mikroskopem.</li>
	<li>Pokryć szklankę komory obrazowania 1 ml 0,1% sterylnej żelatyny przez 20 minut w temperaturze 37 °C i 5% CO2, 
	UWAGA: Umożliwi to lepsze przymocowanie komórki.</li>
	<li>Usunąć pożywkę z kolb do hodowli komórkowych (patrz kroki 1.2 i 1.3), przemyć raz 1x PBS i odłączyć komórki za pomocą 0,25% trypsyny. Dezaktywuj trypsynę, dodając pożywkę do hodowli komórkowych, zbierz komórki, odwiruj je w temperaturze 1 100 x g przez 5 minut i ponownie zawieś osad w 5 ml pożywki do hodowli komórkowych.</li>
	<li>Rozcieńczyć 20 μl zawiesiny komórkowej 20 μl błękitu trypanowego (który zostanie wchłonięty przez martwe komórki). Policz liczbę żywych i martwych komórek za pomocą hemocytometru; Liczba martwych komórek nie powinna przekraczać 10%.</li>
	<li>Odessać żelatynę i umieścić komórki w rozcieńczeniu, które pozwala na maksymalnie 70% pokrycie w ciągu 24 godzin. Na przykład użyj rozcieńczenia 5 x 104 lub 10 x 104 komórek w 1 ml. Pozostawić komórki do przylegania w temperaturze 5% CO2 i temperaturze 37 °C przez 24 godziny.</li>
</ol>
3. Mikroskopia poklatkowa (<silna klasa="xfig">Rysunek 2)
UWAGA: Tutaj użyto mikroskopu konfokalnego z specjalnie wykonanym uchwytem na stolik, chociaż większość producentów oferuje szereg inkubatorów do obrazowania żywych komórek, które są również odpowiednie do badania dostarczania nanocząstek leku.
<ol>
	<li>Oceń komórki pod mikroskopem pod kątem zbiegu, morfologii komórkowej i zanieczyszczenia. Umieść komorę z powrotem w inkubatorze CO2 . 
	UWAGA: Zbieg nie powinien przekraczać 70%. Jeśli morfologia komórek jest niespójna (tj. komórki nie przylegają) lub wykryte zostanie zanieczyszczenie, należy wyrzucić komorę obrazowania.</li>
	<li>Włącz mikroskop konfokalny (<silna klasa="xfig">Rysunek 1E-1), światło fluorescencyjne (<silna klasa="xfig">Rysunek 1E-2) i komputer (<silna klasa="xfig">Rysunek 1E-3).</li>
	<li>Podłącz grzałkę obiektywu do obiektywu i ustaw ją na 35 °C (<klasa silna = "xfig" >Rysunek 1E-4 + wkładka).</li>
	<li>Przygotuj jednostkę inkubacyjną, jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 1B. 
	UWAGA: To urządzenie składa się z podgrzewanego stopnia (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1B-1), stopnia przepływu ze złączem do rur CO2 (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1B-2) i sondy CO2 (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1B-3) oraz czerwonej łatki zamykającej (<silna klasa = "xfig"> Rysunek 1B-4). Ta łatka służy do tymczasowego zamknięcia urządzenia do czasu umieszczenia komory obrazowania.</li>
	<li>Umieść jednostkę inkubacyjną na stoliku mikroskopu i podłącz rurki wlotowe i wylotowe CO2 (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1E-5). Otwórz główny zawór CO2 (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1E-6) i włącz regulator CO2 (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1E-7). Sprawdź, czy sterownik jest ustawiony na 5% CO2. 
	UWAGA: W przypadku wilgotności CO2 przechodzi przez nawilżacz (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1E-8). W przypadku eksperymentów z hipoksją w zestawie znajduje się oddzielny regulator O2 (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1E-9).</li>
	<li>Ustaw temperaturę stage na 37 °C (<klasa silna = "xfig" > Rysunek 1E-10). W przypadku eksperymentów z hipertermią należy ustawić temperaturę na 42 °C. Pozwolić, aby jednostka inkubacyjna osiągnęła wybraną temperaturę i zawartość CO2 procent.</li>
	<li>Wyjąć komorę obrazowania z głównego inkubatoraCO2 i przetransportować ją na szalce Petriego do pomieszczenia mikroskopowego.</li>
	<li>Umieść komorę obrazowania (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A-4) w specjalnie wykonanym uchwycie stolika o średnicy 35 mm (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A-5) i zamknij komorę wykonaną na zamówienie pokrywą uszczelniającą (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A-6). 
	UWAGA: Pokrywka przepuszcza CO2 i zapobiega parowaniu i zanieczyszczeniu.
	<ol>
		<li>Otwórz jednostkę inkubacyjną, zastąp czerwoną plamę komorą obrazowania i zamknij jednostkę (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1C). Zrób to tak szybko, jak to możliwe, aby zapobiec wychłodzeniu komórek. Upewnij się, że żadne nie są zablokowane między stage a mikroskopem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Pozostaw urządzenie do aklimatyzacji na 30 minut.</li>
	<li>Otwórz oprogramowanie i włącz lasers. 
	UWAGA: Tutaj użyto laserów argonowych o długości fali 488 nm, helowo-neonowych o długości fali 543 nm i laserów helowo-neonowych o długości fali 633 nm.</li>
	<li>Utwórz nową bazę danych, klikając "Nowa" w zakładce Plik. Nazwij i zapisz bazę danych.</li>
	<li>Ustaw konfigurację, klikając "Konfiguracja" w zakładce Pobierz. Wybierz "Tryb kanału" i "Pojedyncza ścieżka", aby ocenić pojedynczy fluorofor lub "Wiele ścieżek" dla kilku fluoroforów. Wybierz odpowiednie filtry pasmowo-przepustowe pasujące do fluoroforu (np. filtr pasmowo-przepustowy od 560 do 615 nm dla dox i Dox-NP; więcej przykładów można znaleźć w reprezentatywnych wynikach). Wybierz kanał jasnego pola na jednej ze ścieżek.</li>
	<li>Ustaw kontrolkę skanowania, klikając "Skanuj" na karcie Pobieranie. Ustaw rozmiar klatki (1,024 x 1,024), prędkość skanowania (optymalna), kierunek skanowania (8-bitowy, pojedynczy) i średnią skanowania (4), klikając "Tryb". Ustaw otwór (200 μm), wzmocnienie i przesunięcie (np. 580, 700 i 835; patrz <silna klasa="xfig">Rysunek 3) oraz moc lasera (488 = 10%, 543 = 100%, 633 = 100%), klikając "Kanały".</li>
	<li>Zapisz te ustawienia, klikając "Config" w zakładce Konfiguracja i zapisz je w bazie danych konfiguracji.</li>
	<li>Ustaw film poklatkowy, klikając "Multi Time X" (Rysunek 1D) w zakładce Makro. Kliknij "Pojedyncza lokalizacja".</li>
	<li>Aby zachować ostrość komórek, wybierz automatyczne ustawianie ostrości w makrze, klikając "Autofokus". 
	UWAGA: Autofokus uzyskuje się za pomocą lasera 633 nm, wykorzystując odbicie szkła jako punkt odniesienia.</li>
	<li>Zastosuj zapisaną konfigurację, klikając "Pojedyncza ścieżka" lub "Wiele ścieżki", przewijając do wymaganej konfiguracji w bazie danych konfiguracji, ustawiając przedział czasowy (np. 15 min), liczbę skanów (np. 97) i klikając "Załaduj konfigurację." 
	Uwaga: Korzystając z tych ustawień, zostaną utworzone szeregi czasowe 97 x 15 min = 24 h.</li>
	<li>Nazwij film poklatkowy w polu "Podstawowa nazwa pliku" i wybierz bazę danych (utworzoną w kroku 3.11), klikając "Baza danych obrazu", aby zapisać film poklatkowy. Ustaw folder tymczasowy, klikając "Tmp Image Folder"." 
	UWAGA: Jeśli system zatrzyma się lub ulegnie awarii z jakiegokolwiek powodu, obrazy znajdują się w tym folderze.</li>
	<li>Otwórz jednostkę inkubacyjną, podnieś pierścień obrazowania, dodaj kroplę olejku immersyjnego do obiektywu i zamknij jednostkę tak szybko, jak to możliwe. Ustawić ostrość i wybrać pozycję w komorze obrazowania. 
	UWAGA: Ta pozycja zawiera komórki w monowarstwie, z minimalną 70% konfluencją, co pozwala na obrazowanie pojedynczych komórek.</li>
	<li>Sprawdź ustawienia konfiguracyjne tła i popraw je w razie potrzeby. 
	UWAGA: Tło można skorygować, zmniejszając wzmocnienie lub moc lasera. Każda zmiana konfiguracji musi zostać zapisana (patrz krok 3.17) i ponownie załadowana (patrz krok 3.18) do makra.</li>
	<li>W komorze z przepływem laminarnym rozcieńczyć wolny lek lub nanocząstki w stężeniu 5 μg/ml leku lub 0,05 μmol lipidów w pożywce do hodowli komórkowych. Przefiltrować przez filtr strzykawkowy 0,22 μm, jeśli lek/nanocząstki nie są sterylne.</li>
	<li>Otwórz komorę inkubacyjną, podnieś pokrywę uszczelniającą, usuń pożywkę z komórek, dodaj 1 ml rozcieńczonego leku/nanocząstek i zamknij urządzenie tak szybko, jak to możliwe.</li>
	<li>Skoncentruj się na komórkach i rozpocznij film poklatkowy, klikając "Start Time" w makrze Multi Time X.</li>
	<li>Sprawdzaj regularnie, czy komórki są nadal ostre, lub użyj autofokusa (patrz krok 3.16). Program automatycznie zapisuje film poklatkowy w bazie danych; Nie zamykaj bazy danych, gdy program jest uruchomiony.</li>
</ol>
4. Analiza danych
<ol>
	<li>W zależności od pierwotnego pytania badawczego użyj programów, takich jak ImageJ, do analizy danych (przykłady znajdują się w sekcji Wyniki).</li>
</ol>

<ol><li>Duggan, S. T., Keating, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pegylated+liposomal+doxorubicin%3A+a+review+of+its+use+in+metastatic+breast+cancer%2C+ovarian+cancer%2C+multiple+myeloma+and+AIDS-related+Kaposi%27s+sarcoma%5BTitle%5D)+AND+%22Drugs%22%5BJournal%5D)">Pegylated liposomal doxorubicin: a review of its use in metastatic breast cancer, ovarian cancer, multiple myeloma and AIDS-related Kaposi's sarcoma.</a> Drugs. 71 (18), 2531-2558 (2011).</li>
<li>Gabizon, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prolonged+circulation+time+and+enhanced+accumulation+in+malignant+exudates+of+doxorubicin+encapsulated+in+polyethylene-glycol+coated+liposomes%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Prolonged circulation time and enhanced accumulation in malignant exudates of doxorubicin encapsulated in polyethylene-glycol coated liposomes.</a> Cancer Res. 54 (4), 987-992 (1994).</li>
<li>Ten Hagen, T. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-dose+tumor+necrosis+factor-alpha+augments+antitumor+activity+of+stealth+liposomal+doxorubicin+%28DOXIL%29+in+soft+tissue+sarcoma-bearing+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Cancer%22%5BJournal%5D)">Low-dose tumor necrosis factor-alpha augments antitumor activity of stealth liposomal doxorubicin (DOXIL) in soft tissue sarcoma-bearing rats.</a> Int J Cancer. 87, 829-837 (2000).</li>
<li>Hoving, S., Seynhaeve, A. L., van Tiel, S. T., Eggermont, A. M., Ten Hagen, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Addition+of+low-dose+tumor+necrosis+factor-alpha+to+systemic+treatment+with+STEALTH+liposomal+doxorubicin+%28Doxil%29+improved+anti-tumor+activity+in+osteosarcoma-bearing+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Anticancer+Drugs%22%5BJournal%5D)">Addition of low-dose tumor necrosis factor-alpha to systemic treatment with STEALTH liposomal doxorubicin (Doxil) improved anti-tumor activity in osteosarcoma-bearing rats.</a> Anticancer Drugs. 16 (6), 667-674 (2005).</li>
<li>Gabizon, A. A., Lyass, O., Berry, G. J., Wildgust, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+safety+of+pegylated+liposomal+doxorubicin+%28Doxil%2FCaelyx%29+demonstrated+by+endomyocardial+biopsy+in+patients+with+advanced+malignancies%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Invest%22%5BJournal%5D)">Cardiac safety of pegylated liposomal doxorubicin (Doxil/Caelyx) demonstrated by endomyocardial biopsy in patients with advanced malignancies.</a> Cancer Invest. 22 (5), 663-669 (2004).</li>
<li>Muggia, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liposomal+encapsulated+anthracyclines%3A+new+therapeutic+horizons%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Oncol+Rep%22%5BJournal%5D)">Liposomal encapsulated anthracyclines: new therapeutic horizons.</a> Curr Oncol Rep. 3 (2), 156-162 (2001).</li>
<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triggered+content+release+from+optimized+stealth+thermosensitive+liposomes+using+mild+hyperthermia%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Triggered content release from optimized stealth thermosensitive liposomes using mild hyperthermia.</a> J Control Release. 143 (2), 274-279 (2010).</li>
<li>Lu, T., Lokerse, W. J., Seynhaeve, A. L., Koning, G. A., ten Hagen, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formulation+and+optimization+of+idarubicin+thermosensitive+liposomes+provides+ultrafast+triggered+release+at+mild+hyperthermia+and+improves+tumor+response%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Formulation and optimization of idarubicin thermosensitive liposomes provides ultrafast triggered release at mild hyperthermia and improves tumor response.</a> J Control Release. 220, 425-437 (2015).</li>
<li>Seynhaeve, A. L., Dicheva, B. M., Hoving, S., Koning, G. A., Ten Hagen, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intact+Doxil+is+taken+up+intracellularly+and+released+doxorubicin+sequesters+in+the+lysosome%3A+Evaluated+by+in+vitro%2Fin+vivo+live+cell+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Intact Doxil is taken up intracellularly and released doxorubicin sequesters in the lysosome: Evaluated by in vitro/in vivo live cell imaging.</a> J Control Release. 172 (1), 330-340 (2013).</li>
<li>Dicheva, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cationic+Thermosensitive+Liposomes%3A+A+Novel+Dual+Targeted+Heat-Triggered+Drug+Delivery+Approach+for+Endothelial+and+Tumor+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Cationic Thermosensitive Liposomes: A Novel Dual Targeted Heat-Triggered Drug Delivery Approach for Endothelial and Tumor Cells.</a> Nano Lett. 13 (6), 2324-2331 (2012).</li>
<li>Brouckaert, P. G., Leroux-Roels, G. G., Guisez, Y., Tavernier, J., Fiers, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+anti-tumour+activity+of+recombinant+human+and+murine+TNF%2C+alone+and+in+combination+with+murine+IFN-gamma%2C+on+a+syngeneic+murine+melanoma%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Cancer%22%5BJournal%5D)">In vivo anti-tumour activity of recombinant human and murine TNF, alone and in combination with murine IFN-gamma, on a syngeneic murine melanoma.</a> Int J Cancer. 38 (5), 763-769 (1986).</li>
<li>Van Muijen, G. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antigen+expression+of+metastasizing+and+non-metastasizing+human+melanoma+cells+xenografted+into+nude+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Exp+Metastasis%22%5BJournal%5D)">Antigen expression of metastasizing and non-metastasizing human melanoma cells xenografted into nude mice.</a> Clin Exp Metastasis. 9 (3), 259-272 (1991).</li>
<li>Das, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+TIMP3+expression+affects+tumor+progression+and+angiogenesis+in+melanomas+through+regulation+of+directionally+persistent+endothelial+cell+migration%5BTitle%5D)+AND+%22Angiogenesis%22%5BJournal%5D)">Differential TIMP3 expression affects tumor progression and angiogenesis in melanomas through regulation of directionally persistent endothelial cell migration.</a> Angiogenesis. 17 (1), 163-177 (2013).</li>
<li>Brouckaert, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+necrosis+factor-alpha+augmented+tumor+response+in+B16BL6+melanoma-bearing+mice+treated+with+stealth+liposomal+doxorubicin+%28Doxil%29+correlates+with+altered+Doxil+pharmacokinetics%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Cancer%22%5BJournal%5D)">Tumor necrosis factor-alpha augmented tumor response in B16BL6 melanoma-bearing mice treated with stealth liposomal doxorubicin (Doxil) correlates with altered Doxil pharmacokinetics.</a> Int J Cancer. 109 (3), 442-448 (2004).</li>
<li>Chen, V. Y., Posada, M. M., Zhao, L., Rosania, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+doxorubicin+efflux+from+the+nucleus+of+drug-resistant+cancer+cells+following+extracellular+drug+clearance%5BTitle%5D)+AND+%22Pharm+Res%22%5BJournal%5D)">Rapid doxorubicin efflux from the nucleus of drug-resistant cancer cells following extracellular drug clearance.</a> Pharm Res. 24 (11), 2156-2167 (2007).</li>
<li>Parslow, A., Cardona, A., Bryson-Richardson, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sample+drift+correction+following+4D+confocal+time-lapse+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Sample drift correction following 4D confocal time-lapse imaging.</a> J Vis Exp. (86), (2014).</li>
<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mild+hyperthermia+triggered+doxorubicin+release+from+optimized+stealth+thermosensitive+liposomes+improves+intratumoral+drug+delivery+and+efficacy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Mild hyperthermia triggered doxorubicin release from optimized stealth thermosensitive liposomes improves intratumoral drug delivery and efficacy.</a> J Control Release. 168 (2), 142-150 (2013).</li>
<li>Pedrosa, L. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+intracellular+Doxorubicin+delivery+through+nanoliposomes+equipped+with+selective+tumor+cell+membrane+permeabilizing+short-chain+sphingolipids%5BTitle%5D)+AND+%22Pharm+Res%22%5BJournal%5D)">Improving intracellular Doxorubicin delivery through nanoliposomes equipped with selective tumor cell membrane permeabilizing short-chain sphingolipids.</a> Pharm Res. 30 (7), 1883-1895 (2013).</li>
<li>Pedrosa, L. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short-chain+glycoceramides+promote+intracellular+mitoxantrone+delivery+from+novel+nanoliposomes+into+breast+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Pharm+Res%22%5BJournal%5D)">Short-chain glycoceramides promote intracellular mitoxantrone delivery from novel nanoliposomes into breast cancer cells.</a> Pharm Res. 32 (4), 1354-1367 (2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Jak zaobserwowano w przeszłości, fiksacja może niemal natychmiast zniszczyć liposomalne nanonośniki, a DXR uwolniony z tych zniszczonych liposomów miał jeszcze czas, aby dostać się do jądra, co sprawia, że interpretacja danych jest bardzo trudna, a nawet myląca. Dzięki pewnym mikroskopijnym dostosacjom, los chemioterapeutyku w żywych komórkach i tkankach może być rutynowo badany w celu potwierdzenia lub obalenia obserwacji histologicznych. Niedawny artykuł wykazał wychwyt, uwalnianie i lokalizację DXR w komórkach traktowanych wolnym i otorbionym dox przyużyciu obrazowania poklatkowego na żywo 9. W tej pracy opisano konfigurację eksperymentalną bardziej szczegółowo. Korzystając z tego modelu, można zobrazować natychmiastowy transport dox do jądra, gdzie gromadzi się on w sposób ciągły, aż do ostatecznej śmierci komórki. W przeciwieństwie do tego, gdy stosuje się Dox-NP, w jądrze znajdują się tylko niewielkie ilości uwolnionego dox. Chociaż ciągła ekspozycja powoduje ciągłe gromadzenie się DXR, sygnał fluorescencyjny jest znacznie niższy w komórkach traktowanych Dox-NP- w porównaniu z komórkami traktowanymi dox, co wskazuje na różnicę w stężeniu komórkowym i wynikającej z tego cytotoksyczności. Ponadto, dzięki zastosowaniu markerów żywych komórek, wykazano, że podczas wystawiania komórek na działanie Dox-NP, DXR i nanonośnik znajdują się w lizosomie. Wskazuje to, że cały liposom jest pobierany przez komórkę i wykazuje udział szlaku endocytarnego podczas wychwytu tych nanocząstek. DXR w jądrze wyraźnie pochodzi z uwolnionego dox. Jednak przy użyciu tej metody, ponieważ zarówno DXR, jak i nośnik kolokalizują się i wydają się być uwięzione w lizosomach, nadal nie jest jednoznaczne, czy jest to kapsułkowane, czy uwalniane dox. Możliwe, że wewnętrzna stabilność nanocząstki zapobiega uwalnianiu dox, gdy jest zlokalizowana w lizosomie.
W tym protokole obrazowanie żywych komórek jest demonstrowane przy użyciu specjalnego zestawu mikroskopowego, z niestandardowym uchwytem stolika (specyfikacje mogą być podane na życzenie). Jednak większość producentów mikroskopów konfokalnych oferuje szereg inkubatorów, które wykonują obrazowanie żywych komórek. Zachowanie warunków hodowli komórkowej (tj. temperatury, CO2, pH, wilgotności i sterylności) jest głównym kryterium tych inkubatorów i wymaga pewnych wstępnych testów w celu określenia właściwych warunków, co jest dalej wyjaśniane. Zautomatyzowane programy do akwizycji danych mogą być również dostarczane przez tych samych producentów. Opcja "Multi location" umożliwia obrazowanie kilku pozycji w tej samej komorze, co usprawnia analizę statystyczną. Jednak ta opcja w makrze wspomnianym w tym manuskrypcie wymaga stałych pozycji XYZ, dzięki czemu traci się możliwość skorygowania dryfu Z. Skanowanie wymiaru Z może być uwzględnione w tym makrze i wykorzystuje płaszczyznę ostrości do analizy. Wymaga to jednak dodatkowego skanowania, co zwiększa możliwość fototoksyczności i wybielania.
Podobnie jak w przypadku wszystkich pomiarów fluorescencyjnych, nadmierna ekspozycja stanowi problem, zwłaszcza przy porównywaniu dwóch związków o różnym wychwycie komórkowym. Intensywność fluorescencji zależy nie tylko od wewnętrznego sygnału związku, ale także od szybkości wchłaniania, stężenia i czasu ekspozycji na lek. Jak pokazano na rysunku 3, jądrowa zawartość DXR w komórkach traktowanych dox jest już widoczna, podczas gdy w komórkach traktowanych Dox-NP nie widać żadnego sygnału. Tylko poprzez zwiększenie wzmocnienia można uwidocznić DXR w komórkach traktowanych Dox-NP, co prowadzi do nadmiernej ekspozycji w komórkach traktowanych Dox. Co więcej, nawet wewnątrzkomórkowo Dox-NP jest niejednorodnie rozmieszczony, co może prowadzić do nieuniknionej niedostatecznej lub nadmiernej ekspozycji. Zwłaszcza podczas badania uwięzienia komórkowego DXR, zysk został znacznie zmniejszony w celu rozróżnienia poszczególnych organelli (ryc. 5B i 5C). W związku z tym pomiarom reprezentowanym przez gęstość pikseli muszą towarzyszyć reprezentatywne obrazy w celu prawidłowej interpretacji wyników.
Fototoksyczność, wybielanie i niski stosunek sygnału do szumu są również ważnymi kwestiami w mikroskopii fluorescencyjnej i należy ustalić kompromis między jakością obrazu a akwizycją obrazu. Jednak nawet jeśli konfiguracja mikroskopu jest optymalna, jakość obrazu jest również w dużej mierze determinowana przez jakość komórek i dodanego związku. DXR daje silny sygnał i przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności nie zaobserwowano wybielania, nawet po dłuższych okresach (do 72 godzin). Jednak zmniejszenie sygnału fluorescencyjnego może być również wynikiem wypływu. Wypływ jest ważnym zjawiskiem w oporności na leki15 i występuje, gdy komórki wypompowują lek z wewnątrzkomórkowego miejsca działania. Spadek sygnału fluorescencyjnego w czasie może być zatem również wynikiem wypływu doks9. Porównanie sygnału fluorescencyjnego z nieskanowanego miejsca pod koniec eksperymentu z ostatnim obrazem z serii poklatkowej wykaże blaknięcie (tj. sygnał będzie wyższy w miejscu, które nie zostało zeskanowane) lub wypływ (tj. oba sygnały będą identyczne). W programach takich jak ImageJ16 dostępnych jest kilka opcji korekcji (np. tło, dryf, wybielanie itp.). Ponadto, wraz ze wzrostem intensywności świetlówki w miarę upływu czasu, ustawienia konfiguracyjne można wstępnie ocenić w eksperymencie pilotażowym, aby zminimalizować prześwietlenie pod koniec filmu poklatkowego (krok 3.21). Alternatywnie, do inicjalizacji ustawień można użyć komory obrazowania z komórkami już wystawionymi na działanie leku przez żądany okres czasu. Wreszcie, w przypadku tego typu analizy, należy unikać stężeń toksycznych leków (krok 3.22) i wstępnie ustalić je za pomocą konwencjonalnych testów biologicznych.
Komórki są w sposób ciągły hodowane i utrzymywane w pożywce bez czerwieni fenolowej. Czerwień fenolowa fluoryzuje w czerwonej części widma i można ją zaobserwować w organellach komórkowych, najprawdopodobniej lizosomach, prezentując informacje fałszywie dodatnie (krok 1.2). Aby umożliwić monitorowanie pojedynczych komórek, konfluencja komórek nie powinna przekraczać 70% (krok 3.1.). Prędkość przepływu CO2 (krok 3.5) musi być regulowana w eksperymencie walidacyjnym w momencie zakupu sprzętu lub po jego konserwacji. Gdy prędkość jest zbyt wysoka, medium wyparuje. Gdy prędkość jest zbyt niska, pH pożywki wzrośnie, co może wpłynąć na wzrost komórek. Ponieważ podłoże jest pozbawione czerwieni fenolowej, nie można zaobserwować zmian w pH, a zatem łatwo je przeoczyć. Po walidacji przepływu CO2 ustawienia te mogą być używane we wszystkich przyszłych eksperymentach.
Korzystając z opisanej tutaj metody, losy nanocząstek można łatwo badać za pomocą obrazowania żywych komórek i mikroskopii poklatkowej. W tej procedurze wykorzystano dostępne na rynku nanocząstki. Jednak los termoczułych17, liposomów kationowych10; liposomy wzbogacone o krótkołańcuchowe shingolipidy18; i nanocząstki kapsułkujące inne leki 8,19 badano również w ten sposób w komórkach nowotworowych i prawidłowych.

Możliwość śledzenia procesu biologicznego, takiego jak interakcje komórka-komórka, transport między- i wewnątrzkomórkowy, wychwyt związków cytotoksycznych i oddziaływanie białko-białko pojedynczych cząsteczek w żywych komórkach i tkankach, zyskała duże zainteresowanie w ciągu ostatniej dekady, ponieważ zapewnia dodatkowy wymiar "czasu rzeczywistego". W tym manuskrypcie opisana jest metoda śledzenia wewnątrzkomórkowego losu wolnego dox i dox włączonego do nanocząstek (Dox-NP).
Nanocząsteczki są używane od dziesięcioleci do leczenia niektórych nowotworów. Dox-NP został zatwierdzony do leczenia mięsaka Kaposiego związanego z AIDS, zaawansowanego raka jajnika i piersi oraz szpiczaka mnogiego1. Była to jedna z pierwszych liposomalnych nanocząstek opracowanych i wprowadzonych do warunków klinicznych. Wolna forma, dox, jest w znacznym stopniu usuwana z krążenia krwi, co ogranicza jej zdolność do dotarcia do miejsca guza w wystarczających ilościach. Ponadto leczeniu towarzyszą ciężkie i ograniczające dawkę działania niepożądane, takie jak zapalenie jamy ustnej i niewydolność serca. Po zamknięciu w pegylowanych nanocząstkach liposomalnych czas krążenia wydłuża się z minut do dni2. Ten rodzaj liposomu zawierającego cholesterol jest dość stabilny i ta stabilność decyduje o farmakokinetyce kapsułkowanego leku.
Jednak ta sztywność ma wadę. Zdolność cytotoksyczna związku w stosunku do komórek nowotworowych jest najpierw oceniana in vitro i wykazano, że dox jest silniejszy niż Dox-NP w testach cytotoksycznych3,4. Postawiono hipotezę, że stabilność nośnika zapobiega uwalnianiu i wychwytowi komórkowemu leku, i warto dokładniej zbadać to zjawisko. Wewnętrzne właściwości liposomalne, zbudowane tak, aby przetrwać agresywne elementy w krwiobiegu i dotrzeć do miejsca guza w stanie nienaruszonym, spowodowały upośledzenie biodostępności składnika cytotoksycznego (tj. Dox) w miejscu docelowym (tj. Jądrze komórki nowotworowej). Chociaż Dox-NP znacznie poprawił odpowiedź w porównaniu z wolną formą, nadal miał wartość kliniczną, ponieważ enkapsulacja znacznie zmniejszyła działanie kardiotoksyczne5. W kolejnych latach inne związki zostały zamknięte w nano-nośnikach6. Ponadto modyfikacja nośników powodowała wyzwalanie uwalniania leku (tj. w miejscu guza), ale utrzymywała stabilność krążenia krwi7,8. Pomimo wieloletnich badań i stosowania klinicznego, losy wewnątrznowotworowe nanonośników, takich jak Dox-NP, nadal nie są do końca jasne. W niedawnej publikacji wykazano, że nanocząstka jest pobierana jako całość, podczas gdy doks pozostaje uwięziony w lizosomach9.
Komórkowy absorpcja nanocząsteczki i uwalnianie leku to dynamiczne procesy, które najlepiej można monitorować za pomocą obrazowania żywych komórek. Co więcej, klasyczna histologia, w której komórki są inkubowane, a następnie utrwalane, może dawać fałszywe wyniki, jeśli fiksacja zniszczy nośnik liposomalny i wprowadzi artefakty. Głównym wymogiem obrazowania żywych komórek jest wizualizacja, najlepiej za pomocą fluorescencji, pożądanego procesu. Niektóre związki, takie jak dox, mają wewnętrzną czerwoną fluorescencję. Do nośnika można również wprowadzić markery fluorescencyjne, a organelle komórkowe można wizualizować za pomocą markerów żywych komórek. W ten sposób można obrazować i analizować szereg parametrów, takich jak wychwyt nośnika, uwalnianie leku oraz lokalizacja komórkowa nośnika i leku. W tym miejscu opisano metodę, w której losy międzykomórkowe dox i Dox-NP w kilku komórkach nowotworowych są śledzone w czasie rzeczywistym. Ponadto metodę tę można łatwo zaadaptować, aby stworzyć idealne warunki do ukierunkowanego (np. naładowane nanocząstki10) i wyzwalanego (np. hipertermia7) uwalniania leku.

<table><tbody><tr><td>DMEM (bez czerwieni fenolowej)</td><td>Sigma</td><td>D1145</td><td>Uzupełniony 1 mM L-glutaminą i 10% FCS</td></tr><tr><td>Trypsyna-versene (EDTA)</td><td>Lonza</td><td>BE17-161E</td><td></td></tr><tr><td>Surowica cielęca płodu</td><td>Sigma</td><td>F7524</td><td>Inaktywacja ciepła przez 30 min w temperaturze 55 &ordm; C</td></tr><tr><td>L-Glutamina</td><td>Lonza</td><td>BE17-605E</td><td></td></tr><tr><td>Żelatyna ze skóry bydlęcej</td><td>Sigma</td><td>G9391</td><td>Sporządzić 0,1% roztwór w PBS, sterylny</td></tr><tr><td>sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS)</td><td>Sigma</td><td>D8537</td><td></td></tr><tr><td>Stericup 0,22 &mikro; m filtr - 500 ml&nbsp;</td><td>Millipore</td><td>SCGPU05RE</td><td></td></tr><tr><td>Trypan-blue</td><td>Sigma</td><td>T8154</td><td></td></tr><tr><td>Komórki: Rak płuc Lewisa</td><td>ATCC</td><td>CRL-1642</td><td></td></tr><tr><td>Komórki: B16BL6</td><td>Dr. P. Brouckaert, Uniwersytet w Gandawie</td><td>przekazał</td><td>Ref.10</td></tr><tr><td>Komórki: BLM i 1F6</td><td>Dr. van Muijen, University of Nijmegen</td><td>przekazał</td><td>Ref.11</td></tr><tr><td>Szalka Petriego</td><td>Greiner</td><td>664160</td><td></td></tr><tr><td>Doksorubicyna</td><td>Actavis&nbsp;</td><td></td><td>wymieniony w rękopisie jako dox</td></tr><tr><td>Doxil/Caelyx</td><td>Janssen-Cilag</td><td></td><td>wymieniony jako Dox-NP w rękopisie</td></tr><tr><td>Filtr strzykawkowy 0,2 i mikro; m</td><td>VWR international</td><td>10462200</td><td></td></tr><tr><td>Lysotracker-zielony DND-26</td><td>Invitrogen</td><td>L7526</td><td>wymieniony jako marker liosomalny (LM)-zielony w rękopisie</td></tr><tr><td>Lysotracker-czerwony DND-99</td><td>Invitrogen</td><td>L7528</td><td>wymieniony jako marker liosomalny (LM)-czerwony w rękopisie</td></tr><tr><td>Pierścień komórkowy Attofluor</td><td>Invitrogen</td><td>A7816</td><td></td></tr><tr><td>Szkło nakrywkowe 25 mm #1</td><td>Thermo scientific</td><td></td><td></td>CB00250RA1</tr><tr><td>Uchwyt stolika + pokrywa uszczelniająca</td><td>Wykonany</td><td></td><td></td>na zamówienie</tr><tr><td>mikroskop ZEISS LSM 510</td><td>Oprogramowanie Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>LSM 510 wersja 3.2 SP2</td><td>Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Image J</td><td>NIH</td><td></td><td>https://imagej.nih.gov/ij/index.html</td></tr></tbody></table>

wykorzystanie obrazowania żywych komórek in vitro do badania chemioterapeutyków dostarczanych przez nanocząstki na bazie lipidów

Using In Vitro Live-cell Imaging to Explore Chemotherapeutics Delivered by Lipid-based Nanoparticles

Konwencjonalne techniki obrazowania mogą dostarczyć szczegółowych informacji o procesach komórkowych. Informacje te opierają się jednak na statycznych obrazach w dynamicznym systemie, a kolejne fazy są łatwo przeoczone lub błędnie zinterpretowane. Obrazowanie żywych komórek i mikroskopia poklatkowa, w których żywe komórki mogą być obserwowane przez wiele godzin, a nawet dni w sposób mniej lub bardziej ciągły, są zatem bardzo pouczające. Opisany tu protokół pozwala na badanie losów nanocząstek chemoterapeutycznych po dostarczeniu doksorubicyny (doks) do żywych komórek. Dox jest środkiem interkalacyjnym, który musi zostać uwolniony ze swojego nanonośnika, aby stać się biologicznie aktywnym. Pomimo jego rejestracji klinicznej od ponad dwóch dekad, jego wchłanianie, rozkład i uwalnianie leku nadal nie są w pełni poznane. W artykule omówiono hipotezę, że nanocząstki na bazie lipidów są wychwytywane przez komórki nowotworowe i ulegają powolnej degradacji. Uwolniony dox jest następnie translokowany do jądra. Aby zapobiec artefaktom fiksacji, można zastosować obrazowanie żywych komórek i mikroskopię poklatkową, opisane w tej procedurze eksperymentalnej.

Znakowanie nośników liposomalnych różnymi markerami zostało opisane wcześniej9. W niniejszym manuskrypcie przedstawiono nośniki znakowane dalekoczerwoną dioctadecylo-tetrametylindotricarbocjaniną perchloranową (DiD; Ex = 644 nm; Em = 665 nm) lub zieloną 1,2-dioleoil-sn-glycero-3-fosfoetanolaminą-N-(karboksyfluoresceina) (CF-PE; Ex = 490 nm; Em = 515 nm). Aby wykazać międzykomórkowe podobieństwa i różnice w pobieraniu, uwalnianiu i lokalizacji wewnątrzkomórkowej liposomów, zbadano kilka typów nowotworów. Obejmowały one dwie linie mysie: czerniaka B16BL611 oraz raka płuc Lewisa (LLC), a także dwa czerniaki ludzkie: silnie przerzutowy (BLM) oraz nieprzerzutowy (1F6)12,13. Wszystkie eksperymenty przeprowadzono na żywych komórkach. We wszystkich doświadczeniach podawano stężenie 5 µg/mL dox, 5 µg/mL Dox-NP lub 0,05 µmol nanocząsteczek przez 3 lub 24 h. Pomierzony i przeanalizowany dox (w formie wolnej, uwolnionej, enkapsulowanej, sekwestrowanej lub interlkowanej) określano jako DXR. Użyto obiektywu olejowego 40X (apertura numeryczna: 1,3), a obrazowanie przeprowadzono przy użyciu lasera argonowego 488 nm (moc 10%/0,2 mW) i filtra pasmowego 505 do 550 nm dla CF-PE oraz zielonego markera lizosomalnego (LM)-green. Lasera helowo-neonowego 543 nm (moc 100%/ 0,2 mW) i filtra pasmowego 560 do 615 nm użyto dla dox, Dox-NP oraz czerwonego markera lizosomalnego. Do detekcji DiD wykorzystano laser helowo-neonowy 633 nm (moc 100%/0,5 mW) oraz filtr długoprzepustowy 640 nm.
Ze względu na enkapsulację, cytotoksyczność in vitro, biodostępność i farmakokinetyka doks zostały znacznie zmienione3,9,14. Różnica w biodostępności leku podanego w formie wolnej i enkapsulowanej została przedstawiona na Rysunku 3. Doksycyklina jest czynnikiem interkalującym i musi wniknąć do jądra komórkowego, aby stać się cytotoksyczna. Rysunek 3 oraz powiązane Filmy 1 i 2 przedstawiają 3-godzinny film poklatkowy komórek BLM traktowanych doksem lub Dox-NP w identycznych warunkach. W ciągu kilku minut od ekspozycji na doks można zaobserwować DXR w jądrze (Rysunek 3A, Film 1), a przy zastosowaniu niższego wzmocnienia (wstawka) widać jego interkalację w jądrze. W przeciwieństwie do tego, w przypadku ekspozycji na Dox-NP, wewnątrzkomórkowy DXR jest niemal niewidoczny w tym przedziale czasowym (Rysunek 3B, Film 2). Dopiero po zwiększeniu wzmocnienia fotopowielacza można zaobserwować DXR w cytoplazmie (wstawka). Za pomocą programu ImageJ przeanalizowano gęstość pikseli DXR w cytoplazmie i jądrze. Ponieważ komórki są w ruchu podczas oceny poklatkowej, ważne jest połączenie obrazów fluorescencyjnych z obrazami w jasnym polu. Umożliwia to śledzenie pojedynczych komórek i stabilizację dryfu XY przy użyciu odpowiednich wtyczek w programie ImageJ. W analizie przedstawionej na Rysunku 3, obraz w jasnym polu posłużył do wyznaczenia obszaru zainteresowania (ROI) wokół cytoplazmy (linia ciągła) i jądra (linia przerywana). Menedżer ROI w programie ImageJ znajduje się w menu Analyze &gt; Tools &gt; ROI manager. Te ROI są wykorzystywane w obrazie fluorescencyjnym do analizy gęstości pikseli za pomocą opcji Analyze &gt; Measure. Różnica w gęstości pikseli w jądrze (Rysunek 3C) i cytoplazmie (Rysunek 3D) komórek traktowanych doksem lub Dox-NP potwierdza to, co widać na obrazach. Ponadto komórki inkubowano przez 24 h z doksem lub Dox-NP, po czym związek zastąpiono pożywką i niezwłocznie wykonano obrazowanie przy zwiększonej czułości wzmocnienia fotopowielacza (Rysunek 4). Pozostałe ustawienia, takie jak moc lasera, offset, otwór pinhole i wyświetlanie obrazu, były identyczne. Niski sygnał DXR w komórkach traktowanych Dox-NP w porównaniu do komórek traktowanych doksem jest uderzający. Przy wzmocnieniu 700 DXR w komórkach traktowanych Dox-NP staje się widoczny, podczas gdy obraz doksu jest już prześwietlony. Ten prosty eksperyment in vitro wizualizuje znaczną różnicę w biodostępności wolnego leku w porównaniu do leku enkapsulowanego.
W przypadku ciągłej ekspozycji komórek na Dox-NP przez 24 h, DXR kumuluje się w czasie, co pokazano na Rysunku 5A oraz w Filmach 3 i 4. Sygnał wzrasta w cytoplazmie, a następnie DXR pojawia się również jako zinterkalowany w jądrze komórkowym. Obserwacje te zostały potwierdzone na wykresach gęstości pikseli (Rysunek 5B). Zmierzona gęstość pikseli w cytoplazmie jest niższa w komórkach BLM w porównaniu do komórek 1F6 ze względu na różnice w dystrybucji wewnątrzkomórkowej. Podczas gdy DXR w komórkach 1F6 jest rozproszony w całej komórce, w komórkach BLM DXR jest bardziej skoncentrowany w organelli znajdującej się blisko jądra (Rysunek 5C).
W związku z tym zbadano lokalizację leku i nośnika w różnych liniach komórkowych (Rysunek 6). Komórki inkubowano przez 24 h z Dox-NP/DiD, a następnie wykonano obrazowanie. Wykorzystując obraz w świetle przechodzącym, na obrazach fluorescencyjnych trzech różnych linii komórkowych naniesiono obrysy błony komórkowej (linia ciągła) i jądra (linia przerywana). Wykazano tutaj, że nośnik znakowany DiD wykazuje ten sam wzorzec cytoplazmatyczny co DXR: jest skoncentrowany w organelli blisko jądra w komórkach BLM, wokół całego jądra w LLC oraz rozproszony w całej cytoplazmie w komórkach B16BL6. W jądrze widoczny jest tylko DXR, a nie DiD, co wskazuje na uwolnienie dox. Poprzez zmniejszenie wzmocnienia fotopowielacza można zaobserwować pojedyncze pęcherzyki komórkowe zawierające DXR i nośnik znakowany DiD, a także CF-PE (Rysunki 6B i 6C).
Cytoplazmatyczna DXR ulega sekwestracji w małych pęcherzykach, a komórki zostały oznakowane zielonym lub czerwonym markerem lizosomalnym dla żywych komórek. Ruch tych lizosomów można śledzić w komórkach (Movie 5). Cytoplazmatyczna DXR i nanonośnik kolokalizują w tych strukturach, a różnica międzykomórkowa w rozkładzie DXR, widoczna na Rysunku 6, jest tutaj wyjaśniona. Lizosomy są rozproszone losowo w całej cytoplazmie w komórkach B16BL6 i znajdują się obok jądra w komórkach BLM (Rysunek 7A). Za pomocą programu ImageJ obliczono kolokalizację DXR i nośnika w lizosomie (Rysunek 7B). Obrazy kolorowe przekształcono w binaryjne (Process &gt; Binary &gt; Make Binary), a następnie, przy użyciu wtyczki do kolokalizacji (Analyze &gt; Colocalization), utworzono obraz kolokalizacji DXR z DiD. Tworzy to obraz w kolorach zielonym, czerwonym i białym, gdzie białe piksele reprezentują piksele kolokalizujące się na obu obrazach. Za pomocą pozycji menu Process &gt; Binary &gt; Make Binary białe piksele zostają odseparowane i przekształcone w piksele czarne, z których mierzy się gęstość pikseli (Analyze &gt; Measure). Następnie utworzono obraz kolokalizacji między tym obrazem DXR-DiD a obrazem binarnym markera lizosomalnego (LM) i zmierzono gęstość pikseli. Dane kolokalizacji stanowią procent pikseli pozytywnych dla DXR-DiD oraz DXR-DiD/markera lizosomalnego (Rysunek 7C). To, że nośnik, oznakowany zarówno CF-PE, jak i DiD, znajduje się w lizosomie, pokazano również na Rysunku 7D.
<img alt="Układ mikroskopii ultradźwiękowej do obrazowania akustycznego; aparatura, panel sterowania, stacja analityczna." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55405/55405fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Układ instrumentów i sprzętu. A) Komora obrazująca + niezbędne elementy. Szkiełko podstawowe nr 1 o średnicy 25 mm (1), dolna część komory (2), górna część komory (umieszczona do góry dnem) i o-ring (3), uchwyt stolika (4) oraz pokrywa uszczelniająca (5). Pasek skali: 2 cm. B) Jednostka inkubacyjna. Podgrzewany stolik mikroskopowy (1), stolik przepływowy z wlotem i wylotem CO2 (2), sonda CO2 (3) oraz łata zamykająca (4). Pasek skali: 2 cm. C) Komora obrazująca w jednostce inkubatora, widziana pod mikroskopem. D) Makro wielokrotnych serii czasowych. E) Sprzęt do obrazowania. Mikroskop odwrócony (1), światło fluorescencyjne (2), komputer (3), grzałka pierścieniowa (4, wstawka) i kontroler (4, rysunek główny), przewody przepływu CO2 (5), zawór CO2 (6), kontroler CO2 (7), nawilżacz CO2 (8), zawór i kontroler O2 (9) oraz kontroler temperatury stolika (10). <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/55405fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Schemat procesu mikroskopowego; konfiguracja obejmuje lasery, komorę obrazowania, nanocząstki, metodę time-lapse." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55405/55405fig2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Schemat parametrów mikroskopu opisanych szczegółowo w sekcji 3 protokołu. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/55405fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Obrazy z mikroskopii fluorescencyjnej, pobieranie doksorubicyny; wykresy przedstawiają intensywność pikseli w czasie." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55405/55405fig3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3: Badanie krótkotrwałego pobierania dox i Dox-NP. Komórki BLM były stale eksponowane na dox lub Dox-NP przez 3 h, a następnie wykonano nagranie time-lapse. (A) Klatki z nagrania time-lapse komórek inkubowanych z dox. (B) Klatki z nagrania time-lapse komórek inkubowanych z Dox-NP. Pasek skali = 50 µm. (C) Wzrost gęstości pikseli DXR w jądrach komórkowych w komórkach traktowanych dox i Dox-NP. (D) Wzrost gęstości pikseli DXR w cytoplazmie w komórkach traktowanych dox i Dox-NP. Dane przedstawiają średnią ± SD dla 3 komórek na pole widzenia. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/55405fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Obrazy z mikroskopii fluorescencyjnej pokazujące pobieranie DXR przez komórki BLM, 1F6 i LLC; porównanie w polu jasnym." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55405/55405fig4.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 4"> 
Rysunek 4: Badanie długoterminowego pobierania dox i Dox-NP w różnych liniach komórkowych. Komórki eksponowano na działanie dox lub Dox-NP, a następnie obrazowano po 24 h. Obrazy wykonano bezpośrednio po usunięciu leków, stosując 3 różne wzmocnienia. Pasek skali = 50 µm. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/55405fig4large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Analiza poboru komórkowego za pomocą mikroskopii konfokalnej; wykresy przedstawiają gęstość pikseli w czasie; BLM vs. 1F6." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55405/55405fig5.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 5"> 
Rysunek 5: Badanie poboru komórkowego i uwalniania substancji liposomalnych. Komórki były stale eksponowane na Dox-NP przez 24 h, a następnie wykonano rejestrację poklatkową (time-lapse). (A) Zdjęcia z rejestracji poklatkowej. Pasek skali = 50 µm. (B) Wzrost gęstości pikseli DXR w jądrze komórkowym i cytoplazmie. Dane przedstawiają średnią ± SD z 3 komórek na pole widzenia. (C) Obrazy demonstrujące lokalizację DXR wewnątrz komórki. Linia ciągła: błona komórkowa, linia przerywana: jądro komórkowe. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/55405fig5large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Obrazy z mikroskopii fluorescencyjnej analizujące rozkład leku; kanały DXR (Dox-NP), DiD, CF-PE." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55405/55405fig6.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 6"> 
Rysunek 6: Badanie lokalizacji leku i nośnika w różnych liniach komórkowych. (A) Komórki poddano działaniu Dox-NP/DiD przez 24 h, a następnie wykonano obrazowanie. Pasek skali = 50 µm. (B) Komórki poddano działaniu Dox-NP/DiD/CF-PE przez 24 h, a następnie wykonano obrazowanie przy niższym wzmocnieniu intensywności, aby rozróżnić poszczególne pęcherzyki. (C) Nałożenie obrazu w jasnym polu i kanału DXR ukazujące DXR w pęcherzykach cytoplazmatycznych (strzałka). <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/55405fig6large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Analiza kolokalizacji komórkowej z lizosomami; obrazy mikroskopii fluorescencyjnej, kolokalizacja binarna, wykres." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55405/55405fig7.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 7"> 
Rysunek 7: Badanie wewnątrzkomórkowej lokalizacji leku i nośnika. Komórki eksponowano na Dox-NP/DiD lub CF-PE/DiD przez 24 h, a lizosomy zwizualizowano przy użyciu markera lizosomalnego (LM) dla żywych komórek w kolorze zielonym lub czerwonym. (A) Wewnątrzkomórkowa lokalizacja DXR i nośnika (DiD). Strzałki wskazują 3 przykłady DXR i DiD zlokalizowanych w lizosomie. Pasek skali = 50 µm. (B) Analiza kolokalizacji DXR i nośnika (DiD) w lizosomach (LM) przy użyciu programu ImageJ. (C) Procent kolokalizacji DXR i nośnika w lizosomach. Dane przedstawiają średnią ± SEM z 3 niezależnych eksperymentów. (D) Sekwestracja lizosomalna nośnika zwizualizowana przy użyciu dwóch różnych markerów. Pasek skali = 50 µm. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/55405fig7large.jpg" target="_blank">Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Obraz z mikroskopii fluorescencyjnej; komórki barwione na czerwono; analiza struktury komórkowej; pasek skali: 50 μm." src="/files/ftp_upload/55405/55405mov1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Film 1"> 
Film 1: Powiązany z Rysunkiem 3: Komórki BLM inkubowano z dox przez 3 h. Time-lapse: 19 obrazów, odstęp 10 min. Częstotliwość klatek: 3 fps. Pasek skali = 50 µm. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/Movie_1_BLM_Doxorubicin_for_3h.avi" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić ten film. (Kliknij prawym przyciskiem myszy, aby pobrać.)</a>
<img alt="Obraz z mikroskopii fluorescencyjnej, analiza komórek w 70 min, z wyróżnionymi zabarwionymi na czerwono strukturami komórkowymi." src="/files/ftp_upload/55405/55405mov2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Film 2"> 
Film 2: Powiązany z Rysunkiem 3: Komórki BLM inkubowano z Dox-NP przez 3 h. Time-lapse: 19 obrazów, z odstępem 10 min. Częstotliwość klatek: 3 fps. Pasek skali = 50 µm. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/Movie_2_BLM_Doxil_for_3h.avi" target="_blank">Kliknij tutaj, aby obejrzeć ten film. (Kliknij prawym przyciskiem myszy, aby pobrać.)</a>
<img alt="Mikroskopia fluorescencyjna; obrazowanie komórek; analiza ekspresji białek; emisja fluorescencji po 6 godzinach." src="/files/ftp_upload/55405/55405mov3v3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Film 3"> 
Film 3: Powiązany z Rysunkiem 5: Komórki BLM inkubowano z Dox-NP przez 24 h. Time-lapse: 96 obrazów, w odstępach 15 min. Częstotliwość klatek: 8 fps. Pasek skali = 50 µm. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/Movie_3,_BLM_Doxil_for_24h_correct2.avi" target="_blank">Kliknij tutaj, aby obejrzeć ten film. (Kliknij prawym przyciskiem myszy, aby pobrać.)</a>
<img alt="Obraz z mikroskopii fluorescencyjnej kultur komórkowych wykazujący ekspresję czerwonego białka fluorescencyjnego." src="/files/ftp_upload/55405/55405mov4.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Film 4"> 
Film 4: Powiązany z Rysunkiem 5: Komórki 1F6 inkubowano z Dox-NP przez 24 h. Time-lapse: 96 obrazów, w odstępach 15 min. Częstotliwość klatek: 8 fps. Pasek skali = 50 µm. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/Movie_4_1F6_Doxil_for_24h.avi" target="_blank">Kliknij tutaj, aby obejrzeć ten film. (Kliknij prawym przyciskiem myszy, aby pobrać).</a>
<img alt="Obraz mikroskopii fluorescencyjnej, lokalizacja białek komórkowych, analiza emisji zielonej." src="/files/ftp_upload/55405/55405mov5.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Film 5"> 
Film 5: Powiązany z Rysunkiem 7: Lizosomy komórek B16BL6 zostały zabarwione markerem do żywych komórek. Time-lapse: 10 obrazów, odstęp 10 s. Częstotliwość klatek: 3fps. Pasek skali = 50 µm. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55405/Movie_5_B16BL6_lysotracker.avi" target="_blank">Kliknij tutaj, aby obejrzeć ten film. (Kliknij prawym przyciskiem myszy, aby pobrać).</a>

Obrazowanie żywych komórek to potężne narzędzie do wizualizacji dynamicznych procesów. Badanie nieruchomych komórek dostarcza jedynie statycznych obrazów, co może prowadzić do błędnej interpretacji i zamieszania co do procesu. W pracy przedstawiono metodę badania wychwytu, uwalniania leków i lokalizacji wewnątrzkomórkowej nanocząstek liposomalnych w żywych komórkach.

Wykorzystanie obrazowania żywych komórek in vitro do badania chemioterapeutyków dostarczanych przez nanocząstki na bazie lipidów

Conventional imaging techniques can provide detailed information about cellular processes. However, this information is based on static images in an ...

Ogólnym celem tej techniki obrazowania żywych komórek jest śledzenie procesów komórkowych, takich jak pobieranie i dystrybucja leków chemioterapeutycznych, bez konieczności utrwalania. Metody te mogą pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie onkologii, takie jak: w jaki sposób leki chemioterapeutyczne, zarówno w formie wolnej, jak i zamknięte w nanocząsteczkach, są pobierane przez komórki nowotworowe. Główną zaletą tej techniki jest obrazowanie żywych komórek, co zapobiega powstawaniu artefaktów utrwalania i umożliwia dynamiczną ocenę w czasie rzeczywistym.Pomysł na tę metodę pojawił się, gdy zauważyliśmy, że nanocząstki ulegały rozpadowi podczas fiksacji, co prowadziło do błędnej interpretacji dostarczania leku. Aby zmontować komorę obrazującą, umieść dekielek szkiełkowy o średnicy 25 mm w dolnej części komory, a następnie przykręć górną część do dolnej. Nie dokręcaj zbyt mocno, ponieważ szkło może pęknąć.Autoklawuj całą komorę. Aby wysiać komórki, wyjmij komorę obrazującą z worka do sterylizacji wewnątrz komory z laminarnym przepływem powietrza. Ostrożnie dokręć komorę i umieść ją w szalce Petriego.Pokryj szkło komory obrazowej jednym mililitrem 0,1% sterylnej żelatyny przez 20 minut w temperaturze 37 °C i 5% dwutlenku węgla. Po usunięciu pożywki z kolb z hodowlą komórkową, przemyj komórki raz 1x PBS i odczep je, używając 0,25% trypsyny. Zneutralizuj trypsynę, dodając pożywkę do hodowli komórkowych.Następnie zebrać komórki i odwirować je przy 1 100 G przez pięć minut. Osad zawiesić ponownie w 5 ml pożywki do hodowli komórek. Po policzeniu komórek zgodnie z opisem w protokole tekstowym, odessać żelatynę i wysiać komórki w rozcieńczeniu, które pozwoli na uzyskanie maksymalnie 70% pokrycia powierzchni w ciągu 24 godzin.Pozostawić komórki do przyczepienia w atmosferze 5% dwutlenku węgla i temperaturze 37 °C przez 24 godziny. Przeprowadzić ocenę komórek pod mikroskopem pod kątem konfluencji, morfologii komórkowej oraz zanieczyszczeń. Następnie włączyć mikroskop konfokalny, lampę fluorescencyjną oraz komputer.Podłącz grzałkę obiektywu do obiektywu i ustaw ją na 35 stopni. Przygotuj jednostkę inkubacyjną zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Umieść jednostkę inkubacyjną na stoliku mikroskopu i podłącz rurki dopływowe i odpływowe dwutlenku węgla.Otwórz główny zawór dwutlenku węgla i włącz kontroler dwutlenku węgla. Sprawdź, czy kontroler jest ustawiony na pięć procent Carbon Dioxide. Odpowiednie warunki hodowli komórkowej, takie jak temperatura, CO2, pH, wilgotność i sterylność, są kluczowe dla długoterminowego obrazowania komórek.Każdy inkubator musi zostać odpowiednio przetestowany. Ustaw temperaturę komory na 37 °C. Poczekaj, aż inkubator osiągnie wybraną temperaturę oraz procentową zawartość dwutlenku węgla.Wyjmij komorę obrazową z głównego inkubatora dwutlenku węgla i przenieś ją w szalce Petriego do pomieszczenia z mikroskopem. Umieść komorę obrazową w specjalnie wykonanym uchwycie przedmiotowym o średnicy 35 mm i zamknij komorę za pomocą dedykowanej pokrywy uszczelniającej. Otwórz jednostkę inkubacyjną i, pracując tak szybko, jak to możliwe, aby zapobiec ochłodzeniu komórek, zastąp czerwoną łatkę komorą obrazową, a następnie zamknij jednostkę.Upewnij się, że żadne kable nie są zakleszczone między stolikiem a mikroskopem. Pozostaw urządzenie na 30 minut w celu aklimatyzacji. Następnie uruchom oprogramowanie i włącz laser.Utwórz nową bazę danych, klikając „New” w karcie File. Nazwij i zapisz bazę danych. Ustaw konfigurację, klikając „Config” w karcie Acquire.Wybierz tryb kanału „Single Track”, aby ocenić pojedynczy fluorofor. Wybierz „Multi Track” dla kilku fluoroforów. Następnie wybierz odpowiednie filtry pasmowo-przepustowe, dopasowane do fluoroforu.Wybierz kanał jasnego pola w jednym z torów. Skanowanie jest zależne od kompromisu pomiędzy sygnałem fluorescencyjnym związków a jakością obrazu. Prześwietlenie, fotowyblaknięcie, stosunek sygnału do szumu, jakość komórek oraz dodane związki to czynniki, które mogą wpływać na wyniki i wymagają odpowiedniego przetestowania.Skonfiguruj sterowanie skanowaniem, klikając „Scan” w karcie Acquire. Następnie kliknij „Mode”, aby ustawić rozmiar ramki, prędkość skanowania, kierunek skanowania oraz uśrednianie skanowania. Kliknij „Channels”, aby ustawić otwór pinhole, wzmocnienie (Gain) i przesunięcie (Offset) oraz moc lasera.Zapisz te ustawienia, klikając „Config” w karcie Configuration i zapisz je w bazie danych Configuration. Ustaw interwał czasowy (time-lapse), klikając „Muti TimeX” w karcie Macro. Kliknij Single Location.Zastosuj zapisaną konfigurację, klikając „Single Track”, a następnie przewiń do wymaganej konfiguracji w bazie danych konfiguracji (Configuration database). Ustaw interwał czasowy oraz liczbę skanów. Wczytaj konfigurację, klikając „Load Conf”.Nazwij sekwencję time-lapse w polu Base File Name i wybierz bazę danych, klikając Image Data Base, aby zapisać nagranie. Ustaw folder tymczasowy, klikając Temporary Image Folder. Następnie otwórz jednostkę inkubacyjną, podnieś pierścień obrazowania, nanieś kroplę Immersion Oil na obiektyw i zamknij jednostkę tak szybko, jak to możliwe. Ustaw ostrość i wybierz pozycję w komorze obrazowania.W komorze z laminarnym przepływem powietrza rozcieńczyć wolny lek lub nanocząsteczki do stężenia 5 µg/mL leku lub 0,05 µmol lipidów w medium do hodowli komórkowych. Jeśli lek lub nanocząsteczki nie są sterylne, przefiltrować je przez filtr strzykawkowy o porach 0,22 µm. Otworzyć komorę inkubacyjną i podnieść pokrywę górną.Następnie usunąć medium z komórek, dodać 1 mL rozcieńczonego leku lub nanocząsteczek i jak najszybciej zamknąć urządzenie. Ustawić ostrość na komórkach i wykonać szybkie skanowanie, klikając „Single” w zakładce Scan Control. Gdy obraz w jasnym polu (bright field) wykaże skupione komórki, rozpocząć rejestrację time-lapse, klikając „Start Time” w makrze Multi TimeX.Liczba powtórzeń oraz pozostały czas są wyświetlane w Makrze i na obrazach. Należy regularnie sprawdzać, czy komórki nadal znajdują się w obszarze ostrości, lub skorzystać z funkcji Autofocus. Program automatycznie zapisuje sekwencję time-lapse w bazie danych.Nie zamykaj bazy danych podczas działania programu. Jest to trzygodzinny film poklatkowy przedstawiający komórki poddane działaniu wolnej doksorubicyny. Obserwuj pobieranie oraz natychmiastową translokację czerwonej fluorescencyjnej doksorubicyny do jądra komórkowego.W tym przypadku komórki inkubowano przez trzy godziny z enkapsulowaną doksorubicyną. Sygnał fluorescencyjny jest znacznie słabszy i znajduje się w cytoplazmie. Sygnał w jądrze komórkowym jest niemal niewidoczny.Po przeniesieniu tych filmów z sekwencjami czasowymi do programu Image J, wokół jądra komórkowego można wyznaczyć obszar zainteresowania i zmierzyć gęstość pikseli. Przedstawiony tutaj wykres obrazuje różnice w tempie pobierania do jądra w czasie w komórkach inkubowanych z wolną lub enkapsulowaną doksorubicyną. Pokazano tutaj komórki inkubowane z enkapsulowaną doksorubicyną, zaznaczone na czerwono.Sygnał fioletowy reprezentuje nośnik, a lizosomy są barwione zielonym markerem żywych komórek. Porównanie obu typów komórek wykazuje różnicę w rozmieszczeniu lizosomów. Lizosomy w komórkach B16BL6 są rozmieszczone w całej cytoplazmie.Podczas gdy lizosomy w komórkach BLM znajdują się blisko jądra komórkowego, obie linie komórkowe wykazują wysoką kolokalizację sygnału czerwonego i fioletowego w lizosomach, co wskazuje, że doksorubicyna i jej nośnik są uwięzione w tych organellach. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać biegłą wiedzę na temat obrazowania poboru środków chemoterapeutycznych i innych markerów fluorescencyjnych w żywych komórkach przez kilka godzin, a nawet dni.

using-vitro-live-cell-imaging-to-explore-chemotherapeutics-delivered

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Przedstawiamy nowatorskie podejście do ilościowego określania lokalizacji nanocząsteczek w naczyniach krwionośnych ludzkich guzów ksenoprzeszczepionych z wykorzystaniem dynamicznego obrazowania intravitalnego w czasie rzeczywistym w modelu zarodka ptaka.

Ocena wychwytu nanocząsteczek w guzach w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem obrazowania intravitalnego

Nanocząstki wirusowe pochodzenia roślinnego (VNPs) stanowią obiecujące platformy do zastosowań w biomedycynie. W niniejszym materiale opisujemy procedury propagacji, oczyszczania, charakteryzacji oraz biokoniugacji roślinnych VNP. Na koniec przedstawiamy zastosowanie VNP w celowanym dostarczaniu do guzów oraz obrazowaniu z wykorzystaniem modelu ksenoprzeszczepu u myszy i obrazowania fluorescencyjnego.

Nanocząsteczki wirusowe do obrazowania guzów in vivo

Opisujemy metodę obrazowania odpowiedzi na leczenie przeciwnowotworowe in vivo i w rozdzielczości pojedynczej komórki.

Obrazowanie na żywo odpowiedzi na leki w mikrośrodowisku guza w mysich modelach raka piersi

Użycie fluoroforów do obrazowania in vivo może być znacznie ograniczone przez opsonizację, szybki klirens, niską czułość wykrywania i cytotoksyczne działanie na gospodarza. Enkapsulacja fluoroforów w liposomach poprzez hydratację i ekstruzję filmu prowadzi do wygaszania i ochrony fluorescencji, co umożliwia obrazowanie in vivo o wysokiej czułości wykrywania.

Wygaszanie fluorescencji fluoroforu bliskiej podczerwieni w obudowie liposomalnej jako narzędzie do obrazowania optycznego in vivo

Badania biomolekuł in vivo są kluczowe dla zrozumienia funkcji molekularnej w kontekście biologicznym. W tym miejscu opisujemy nowatorską metodę pozwalającą na internalizację biomolekuł fluorescencyjnych, takich jak DNA czy białka, do żywych mikroorganizmów. Przedstawiono i omówiono również analizę danych in vivo zarejestrowanych za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej.

Internalizacja i obserwacja biomolekuł fluorescencyjnych w żywych mikroorganizmach za pomocą elektroporacji

Nanonośnik ciekłokrystalicznej nanocząstki (LCNP) jest wykorzystywany jako narzędzie do kontrolowanego dostarczania hydrofobowego ładunku do błony komórkowej żywych komórek.

Celowane dostarczanie przez błonę plazmatyczną hydrofobowego ładunku zamkniętego w nośniku nanocząstek ciekłokrystalicznych

Słabe zrozumienie skuteczności nanoleków in vivo utrudnia ich kliniczne tłumaczenie. Opisano tutaj procedury oceny zachowania in vivo nanoleków przeciwnowotworowych na poziomie ogólnoustrojowym, tkankowym, jednokomórkowym i subkomórkowym u myszy immunokompetentnych z nowotworem. Podejście to może pomóc naukowcom w zidentyfikowaniu obiecujących nanoleków przeciwnowotworowych do zastosowania klinicznego.

Kompleksowa procedura oceny skuteczności in vivo nanoleków przeciwnowotworowych

Obrazowanie żywych komórek dostarcza bogactwa informacji o pojedynczych komórkach lub całych populacjach, które są nieosiągalne przez samo obrazowanie komórek stałych. W tym miejscu opisano protokoły obrazowania żywych komórek w celu oceny decyzji dotyczących losu komórek po leczeniu lekiem antymitotycznym paklitakselem.

Długoterminowe obrazowanie żywych komórek w celu oceny losu komórek w odpowiedzi na paklitaksel

Tutaj opisujemy protokół generowania kationowych nanoliposomów, który opiera się na metodzie suchego filmu i może być wykorzystany do bezpiecznego i efektywnego dostarczania transkrybowanego in vitro informacyjnego RNA.

Wytwarzanie kationowych nanoliposomów w celu efektywnego dostarczania transkrybowanego in vitro informacyjnego RNA

Celem tego protokołu jest synteza liposomów znakowanych fluorescencyjnie i wykorzystanie cytometrii przepływowej do identyfikacji lokalizacji liposomów in vivo na poziomie komórkowym.

Przygotowanie, podawanie i ocena specyficznego tkankowo wychwytu komórkowego in vivo liposomów znakowanych barwnikiem fluorescencyjnym

Tutaj przedstawiono protokół tworzenia nanocząsteczek lipidowych (LNP), które zawierają mRNA kodujące lucyferazy świetlika. Te LNP zostały przetestowane pod kątem ich siły działania in vitro w komórkach HepG2 i in vivo u myszy C57BL / 6.

Testowanie skuteczności in vitro i in vivo nanocząstek mRNA-lipidów powstałych metodą mieszania mikroprzepływowego

Poznaj technikę obrazowania żywych komórek do śledzenia w czasie rzeczywistym wchłaniania chemioterapeutyków dostarczanych przez nanocząstki lipidowe. Ta metoda pozwala uniknąć artefaktów fiksacji i precyzyjnie obserwować procesy dostarczania leków do komórek nowotworowych.

Wykorzystanie obrazowania żywych komórek in vitro do badania chemioterapeutyków dostarczanych przez nanocząstki na bazie lipidów (Wideo) | JoVE Journal

Wykorzystanie obrazowania żywych komórek in vitro do badania chemioterapeutyków dostarczanych przez nanocząstki na bazie lipidów

Przeglądaj więcej filmów