Waiting
Processando Login

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Cancer Research

Bestämning av Optimal Inhiberande Frekvens för cancerceller Använda Tumör Behandla Fields (TTFields)

Published: May 4, 2017 doi: 10.3791/55820

Summary

Tumör Behandla Fields (TTFields) är ett effektivt anti-tumörbehandling modalitet levereras via det kontinuerliga, icke-invasiv applicering av lågintensiva, mellanfrekvens, omväxlande elektriska fält. TTFields applicering till cellinjer med användning av en TTFields in vitro ansökan system möjliggör bestämning av den optimala frekvensen som leder till den högsta minskningen i cellantal.

Abstract

Tumör Behandling Fields (TTFields) är en effektiv behandling modalitet levereras via det kontinuerliga, icke-invasiv applicering av låg intensitet (1-3 V / cm), omväxlande elektriska fält i frekvensområdet av flera hundra kHz. Studien av TTFields i vävnadskultur utförs med användning av de TTFields i ansökan vitro-system, som medger applicering av elektriska fält med varierande frekvenser och intensiteter till keramiska petriskålar med en hög dielektrisk konstant (ɛ> 5000). Cancerösa cellinjer pläterade på täckglas vid botten av de keramiska petriskålar utsätts för TTFields levereras i två ortogonala riktningar vid olika frekvenser för att underlätta behandlingsutfalls tester, såsom cellräkning och klonogena analyser. De resultat som presenteras i denna rapport visar att den optimala frekvensen av de TTFields med avseende på både cellantal och klonogena analyser är 200 kHz för både äggstocks- och gliomceller.

Introduction

Tumörbehandlingsfält (TTFields) är en anti-mitotisk modalitet för behandling av glioblastom multiforme och potentiellt andra cancertyper. Fälten levereras via kontinuerlig tillämpning av låg intensitet (1-3 V / cm), mellanfrekvens (100-500 kHz), alternerande elektriska fält till tumörområde 1 , 2 . TTFields applikation in vitro och in vivo visade sig inhibera både tillväxten av olika cancercellinjer och tumörernas progression i flera djurtumormodeller 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 . Pilot kliniska prövningar och större randomiserade studier hos patienter med fasta tumörer, inklusive glioblastom och lungcancer från små celler, har demonstrationBedömde säkerheten och effekten av kontinuerlig applikation TTFields 8 , 9 , 10 . Effekten av TTFields visade sig vara: (1) frekvensberoende, med specifika optimala frekvenser som leder till den högsta minskningen av cellantalet av cellinjer från olika ursprung 1 , 2 , 4 , 5 , 6 , 7 ; (2) elektrisk fältintensitetsberoende, med en minimal tröskel för aktivitet vid omkring 1 V / cm och mer potent högre intensiteter 1 , 2 , 7 , 11 ; (3) förbättrad när behandlingsvaraktigheten var längre 5 ; Och (4) högre när 2-riktiga TTFields applicerades vinkelrätt mot vardera othEr, jämfört med elektriska fält applicerade från en enda riktning 1 . Baserat på ovanstående fynd kan TTFields appliceras på patienter under långa varaktigheter med användning av 2 uppsättningar givaruppsättningar lokaliserade på patientens hud för att maximera de elektriska fältintensiteterna i tumörbädden 12 , 13 .

Studier av effekterna av TTFields på cancerceller in vitro ger för närvarande det enda sättet att bestämma den optimala frekvensen som ska tillämpas på en specifik tumortyp. Testning av den optimala frekvensen kräver en anordning som möjliggör tillämpning av olika frekvenser inom intervallet 100-500 kHz och vid intensiteter upp till 3 V / cm rotmedelkvadrat (RMS) till cellkulturen. Eftersom TTFields applikation ger värme, kräver applikationssystemet förmågan att släppa ut överdriven värme samtidigt som den håller tätt kontroll över temperaturen.

Flera enheter were utvecklats genom åren för att möjliggöra TTFields applicering till cellkulturer 1, 2, 5, 14, 15, 16. I alla dessa anordningar, var elektroderna som används isolerade för att undvika de förbehåll som är involverade med användningen av ledande elektroder, såsom elektronutbyte vid elektrodytan och frisättningen av toxiska metalljoner in i mediet 1. Den största skillnaden mellan de olika TTFields applikationssystem som testats är den typ av elektrodisolering används, med antingen elektroder tillverkade av metalltrådar som är isolerade med en tunn film av isolatorn 2, 14, 15, 16 eller med en hög dielektrisk konstant material (till exempel, bly magnesium niobat-bly titanate (PMN-PT)) 6. Medan de isolerade-trådelektroder erbjuder en relativt enkel och kostnadseffektiv lösning för TTFields ansökan, är de ofta begränsas av den höga spänning som krävs för att uppnå effektiva elektriska fältintensitet ovanför en V / cm tröskel och av ytan tillgänglig för cell plätering, som avståndet mellan elektroderna är relativt liten. System baserade på elektroder isolerade med hjälp av en hög dielektrisk konstant material kräver speciella konstruktion och tillverkning kapacitet, men att de inte kräver hög spänning och kan erbjuda ett större område för celltillväxt mellan elektroderna.

Den TTFields in vitro appliceringssystem som används i detta arbete hör till den senare klassen av system, med kärnenheten är en Petri-skål (TTFields skålen, se figur 1) bestående av hög dielektrisk konstant keramik (dvs PMN-PT). Två par av elektroder är vinkelrätt tryckt på ytter walls av en TTFields skålen för att möjliggöra applicering av elektriska fält från 2 riktningar. Elektroderna är anslutna till en sinusformad vågform generator och en förstärkare, som möjliggör TTFields tillämpning i frekvensområdet 50-500 kHz. I syfte att avleda den hög värme, är TTFields rätter hålls i en kyld inkubator, med mediet temperaturstyrning utförs med användning av konstant övervakning av skålen temperaturen och justeringar till den spänning som tillämpas av systemet. I praktiken skulle ställa inkubatorn till en lägre temperatur leda till högre elektriska fältintensitet, eftersom systemet ökar spänningen tills måltemperaturen inuti skålen uppnås. Skillnaden mellan temperaturen i skålen och inkubatortemperaturen kan leda till en viss förångning, beroende på temperaturgradienter; följaktligen behöver bytas var 24: e h för att upprätthålla tillräckliga tillväxtbetingelser odlingsmediet.

Protokollet nedanBeskriver det experimentella förfarandet för att optimera appliceringen av TTFields frekvenser till cancerceller så att en maximal minskning av cellantalet och en minskning av potentialen hos de överlevande cellerna för att bilda kolonier uppnås.

Protocol

1. TTFields in vitro Application System - basplatta och Dish underhåll

  1. Skölj rätter och maträtt covers under rinnande kranvatten. skölj sedan med avjoniserat vatten och lufttorka nedåt.
  2. Om ett kemoterapeutiskt medel / läkemedel har lagts till rätter i en tidigare experiment, fylla varje skålen med en 5% ljus detergentlösning och lämna över natten.
    1. Skölja disken noggrant under rinnande vatten för att undvika eventuella spår av rengöringsmedel inne i skålen. Skölj rätter och skålen täcker med avjoniserat vatten och lufttorka nedåt.
  3. Sätt i rena och torra rätter med sina omslag i steriliseringspåsar. Täta och placera påsarna i en autoklav, med rätter nedåt. Autoklav under 30 minuter vid icke högre än 121 ° C.
  4. Ställ autoklaven på en torr program, delvis öppna autoklav dörren och torka disken i 30 minuter.
  5. Torka basplattan med en trasa lätt fuktad med 70% etanol.
  6. </ Ol>

    2. Experimentinställningar

    OBS: All utrustning och material som används i detta protokoll beskrivs i Materials List. Alla steg nedan ska utföras i ett skåp med laminärt flöde under sterila förhållanden upprätthålls.

    1. Förbereda rena och sterila TTFields rätter och omslag, såsom beskrivs i avsnitt 1. Torka av bottenplattan med en trasa lätt fuktad med 70% etanol.
    2. Installera TTFields rätter med locken på basplattan genom att trycka lätt på skålen och roterar medurs med omkring 5 mm till dess att kanten på skålen låser på de tre stiften på basplattan. Placera en steril 22-mm täckglas (behandlad plast eller glas) på botten av varje skål.
    3. Förbereda cellsuspensionen i fullständigt tillväxtmedium (Dulbeccos modifierade Eagles medium för U-87 MG och F98; RPMI för A2780 och OVCAR-3; kompletterat såsom beskrivet i Materials List).
      OBS! CeLl-koncentrationer beror på celltyperna och experimentens varaktighet, 80% -90% konfluent celltillväxt bör inte överskridas vid slutet av försöket.
      VARNING: Mänskliga cellinjer kan utgöra en biologisk fara och bör hanteras med lämpliga säkerhetsåtgärder.
    4. Placera 200 μl cell suspension (vanligen 5000-20.000 celler i 200 μL för ett 72-timmars experiment beroende på fördubblingstiden) som en droppe i mitten av varje täckglas och täcka med skålen.
    5. Inkubera vid 37 ° C i en CO2-inkubator tills cellerna klibbar; En inkubation över natten är möjlig vid detta stadium.
    6. Aspirera vätskorna från droppen med användning av en 200- eller 1000-il pipett.
    7. Pipa försiktigt 2 ml komplett tillväxtmedium för att fylla varje maträtt. Använd en steril spets till pipetten och tryck försiktigt på täckglasets kanter för att släppa ut luftbubblorna ibland i fönstret.
    8. Täck disken med lock och placera demEn CO 2- inkubator vid 37 ° C tills starten av TTFields-behandlingen.

    3. TTFields Application

    1. Överför basplattorna med de bifogade TTFields diskarna till en kyld CO 2 inkubator.
      OBS: In vitro TTFields applikation kommer att generera värme; Därför krävs en kyld inkubator för att kompensera för uppvärmningen av disken. Högre TTFields intensiteter kommer att producera mer värme och kommer att kräva lägre inkubatoromgivningstemperaturer (se tabell 1 ). Kliniskt relevanta TTFields intensiteter uppnås när inkubatortemperaturen för TTFields-applikationen ligger inom området 18-30 ° C.
    2. Anslut den plana kabelns kvinnliga kontakt till basplattan. Slå på TTFields generatorn.
    3. Starta TTFields in vitro applikationssystemprogramvara och välj experimentinställningarna.
      1. Definiera ett nytt experiment. Skriv namnet på expEriment och experimentägaren i programmets användargränssnitt på datorskärmen. Justera frekvens och mål temperatur för varje maträtt eller basplatta.
    4. Starta TTFields-programmet med hjälp av programvaran.
    5. Kontrollera att alla diskar är ordentligt anslutna och att de är ljusblå på monitorn. Om en maträtt cirkuleras med en röd ram (vilket betyder att den inte är ordentligt ansluten), tryck ner den försiktigt och rotera långsamt fram och tillbaka tills kontakterna återställs och maträtten lyser blå.
    6. Låt TTFields in vitro applikationssystem springa i upp till 24 timmar.
    7. Om experimentet når sin slutpunkt, stoppa experimentet genom att klicka på knappen END EXPERIMENT i programvaran och fortsätt till steg 5. Om inte, klicka på PAUSE-experiment.
    8. Koppla loss den plana kabelanslutningen från basplattan. Ta bort basplattan med disken från inkubatorn i ett laminärt flödesskåp.
    9. Byt ut mediet i all maträttS var 24: e timme och återför basplattan till den kylda inkubatorn. Anslut basplattan till generatorn med den plana kabeln. Fortsätt experimentet genom att klicka på knappen CONTINUE.

    4. Kontrollprover

    Obs! Växa kontrollceller i liknande förhållanden till TTFields-behandlade celler, exklusive TTFields-applikationen.

    1. Platta kontrollprover med samma suspension och på en liknande yta som användes för plätering av TTFields-behandlade prover.
    2. Placera kontrollrätter i en CO 2- inkubator vid 37 ° C.
    3. Byt mediet i disken var 24: e timme för att matcha de TTFields-behandlade matmedietillstånden.

    5. Experiment Slut

    1. Efter att ha klickat på END EXPERIMENT, vänta på att programvaran hämtar alla poster från systemet och för att spara poster till datorn.
    2. Använd REPORTS-knappen för att se över temperatur-, ström- och motståndsloggen fIles av varje basplatta för att verifiera att alla diskar behandlades enligt experimentplanen.
      OBS! Alla rapporter och loggar sparas i datorn efter slutet av experimentet och kan granskas när som helst.
    3. Stäng av TTFields generatorn.
    4. Koppla loss den plana kabeln från basplattan och ta bort den från inkubatorn.
    5. För att ta bort en keramisk maträtt, tryck ner och vrid disken moturs för att låsa upp den från bottenplattan.
    6. Ta disken i ett laminärt flödesskåp och ta bort täckglasen aseptiskt. Överför dem till sterila petriskålar innehållande färskt medium eller fosfatbuffrad saltlösning (PBS) för ytterligare inspektion och utvärdering.

    6. Utvärdering av effekten av TTFields

    OBS: TTFields effekter kan bestämmas på flera sätt. Använd en eller flera av följande metoder för att jämföra behandlade celler med obehandlade kontrollceller:

    1. Cellantal
      1. Ta bort mediet / PBS från varje täckglas.
      2. Tillsätt 0,5 ml 0,25% trypsin / EDTA till varje maträtt och inkubera i upp till 10 minuter ( dvs tills cellerna börjar lossna från täckglasytan) vid 37 ° C i en CO2-inkubator.
      3. Tillsätt 0,5 ml av det fullständiga tillväxtmediet för att neutralisera trypsinet och återuppsläcka cellerna genom försiktigt pipettering upp och ner.
      4. Räkna cellerna med vilken standardcellsräkningsteknik som är kompatibel med att räkna med lågcellskoncentrationer ( dvs. omkring 20 000 celler / ml).
    2. Klonogen analys
      1. Placera ett liknande antal celler (100-500 celler per fat) från varje maträtt på nya, sterila petriskålar eller 6-brunnsplattor innehållande 2 ml färskt fullständigt tillväxtmedium.
      2. Inkubera i en CO2-inkubator vid 37 ° C i 1-3 veckor (beroende på egenskaperna hos varje cellinje) tills kolonier som består av ~ 50 celler bildas. Utvärdera cellenantal per koloni genom Ijusmikroskopi.
      3. Avlägsna mediet och skölj med PBS.
      4. Ta bort PBS och till iskall metanol (1 ml). Inkubera vid -20 ° C under 10 min eller längre.
      5. Avlägsna metanolen.
      6. Lägga kristallviolett-lösning (0,1% vikt / volym i 25% vol / vol metanol i vatten) och inkubera i 20 min.
        VARNING: Kristallviolett är en potentiell carcinogen; Använd handskar när du arbetar med kristallviolett.
      7. Avlägsna kristallviolett, tvätta 3 gånger med avjoniserat vatten och lufttorka.
      8. Räkna de bildade kolonierna i varje skål.

Representative Results

Utfall efter TTFields ansökan när scanning olika frekvenser kan kvantifieras baserat på olika analyser, såsom cellräkning, kolorimetriska analyser, klonogena analyser och undersökningar på de förändringar i antalet invaderande celler med användning av en Boyden-kammare placeras inuti ett särskilt hög vägg TTFields cellodlingsskål. Noggrann försöksplanering bygger på förutbestämda celldubbleringstider gör det möjligt för cellerna att nå det maximala antalet mitotiska händelser under behandlingstiden och därmed maximera behandlingsresultat.

Figur 2 illustrerar ett typiskt frekvensavsöknings utfall för en genomsnittlig cellräkning (dvs antal celler) och klonogen analys av A2780 (dvs humana ovariala cancerceller; figur 2A) 7 och F-98 (dvs rått gliomceller;"> Figur 2B) 1 behandlad med två riktiga TTFields (frekvensområde: 100-500 kHz, RMS: 1,7 V / cm och inkubatortemperatur: 18 ° C). Resultaten visar en signifikant minskning av cellantalet vid alla använda frekvenser , Med den maximala minskningen vid 200 kHz för alla testade celllinjer (enkelriktad ANOVA med multipel jämförelse). Den optimala frekvensen som leder till den högsta minskningen av den klonogena potentialen var densamma för både A2780- och F98-cellerna (figurerna 2B och C ) Pearson-korrelationskoefficienten mellan cellnumret och den klonogena effekten vid varje frekvens var 0,967 (p = 0,002) och 0,755 (p = 0,083) för A2780 respektive F98.

Figur 3 visar ett frekvenssökresultat för det genomsnittliga cellantalet för OVCAR-3 ( dvs. humana ovariecancerceller, Figur 3A ) och U-87MG (dvs humana gliomceller; Figur 3B) celler behandlade med två riktningar TTFields vid olika intensiteter (RMS: 1,7, 1,3 och 1,0 V / cm, respektive och inkubatortemperaturen: 18 ° C, 24 ° C, och 28 ° C, respektive). Resultaten demonstrerar att medan det fortfarande finns en betydande minskning av OVCAR-3 celltalet efter behandling med 1,3-V / cm TTFields (inkubator temperatur: 24 ° C), är effekten relativt liten jämfört med de resultat som erhölls när cellerna behandlades med 1,7 V / cm (inkubator temperatur: 18 ° C). U-87 MG-celler som behandlats med 1,0-V / cm TTFields (inkubator temperatur: 28 ° C) visar också en liknande trend i minskningen av antalet celler som vid behandling med 1,7 V / cm, ännu effekten var inte signifikant vid lägre intensiteter .

Figur 1
Figure 1. TTFields rätter var installerad på en basplatta enhet och ansluten till den platta TTFields kontrollkabeln. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2. Frekvens avsökningar för bestämning av den optimala TTFields hämmande frekvens för (A) A2780 och (B) F98-celler. Celler behandlades under 72 h med TTFields med olika frekvenser (1,7 V / cm och 100-500 kHz). Effekten av TTFields behandling uppskattades med användning av cellräkning och klonogena analyser. Pilen indikerar den optimala frekvensen. Resultaten representerar medelvärden ± SD baserat på minst 6 replikat för varje testad frekvens. (C) Representativa bilder av den klonogena s urvival av A2780-celler efter TTFields behandling vid olika frekvenser. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 3
Figur 3. Frekvens avsökningar för bestämning av den optimala TTFields hämmande frekvens för (A) OVCAR-3 och (B) U-87 MG-celler. Celler behandlades under 72 h med TTFields med olika frekvenser (100-500 kHz) och intensiteter (OVCAR-3: 1,3 och 1,7 V / cm, U-87 MG: 1,0 och 1,7 V / cm). Effekten av TTFields behandling uppskattades med hjälp av cellräkningar. Pilen indikerar den optimala frekvensen. Resultaten representerar medelvärden ± SD baserat på minst 6 replikat i varje testad frekvens.Pg "target =" _ blank "> Vänligen klicka här för att se en större version av denna figur.

<td> 30
Inkubatoromgivningstemperatur Förväntad TTFields intensiteter
(° C) (V / cm RMS)
18 1,62
19 1,55
20 1,48
21 1,41
22 1,33
23 1,26
24 1,19
25 1,12
26 1,04
27 0,97
28 0,9
29 0,83
0,76

Tabell 1. Inkubator omgivningstemperatur och förväntade TTFields intensiteter inuti TTFields skålen.

Discussion

TTFields är en framväxande antitumör modalitet baserad på kontinuerlig tillämpning av korrekt avstämda alternerande elektriska fält 1, 2, 8, 9, 10, 17. Maximera antitumör effektivitet är ett önskvärt resultat för alla behandlingsformer. Således kan "slåss" för varje ytterligare procent av cancercelltillväxthämning ha en betydande effekt på den långsiktiga kliniska resultat för patienterna. Detta är på grund av den nödvändiga fortlöpande karaktär TTFields ansökan och den resulterande kumulativa effekten. Maximera TTFields applikation kan uppnås på flera sätt: (1) ökning av den elektriska fältstyrkan 1, 7, (2) förlängning behandlingstid 5, (3) att hitta den mest effektiva kombinatioPå med andra behandlingsmodaliteter 18 , 19 och (4) som definierar den optimala frekvensen 1 , 2 , 4 , 6 , 7 . Maximering av den elektriska fältintensiteten vid tumörplatsen uppnås genom optimering av placeringen av arraysna på patientens hud; Detta möjliggör avgivning av maximal fältintensitet till tumören baserat på patientens individuella anatomi 20 . Längre behandlingsvaraktighet beror mest på patientens efterlevnad av behandlingen (minst 18 timmar per dag) 17 . Att hitta rätt kombination med andra terapier och bestämma den optimala frekvensen är starkt beroende av in vitro- resultat, eftersom inga validerade markörer för TTFields behandlingsresultat är tillgängliga för närvarande. I det här arbetet har vi skisserat experimentet pRutiner som krävs för att bestämma den optimala TTFields-frekvensen för cancercellinjer med användning av TTFields in vitro applikationssystem. Metoderna som beskrivs här kan eventuellt användas för att skärma kombinationen av andra cancerbehandlingsmodaliteter ( t.ex. kemoterapeutiska medel eller bestrålning) med TTFields och för att bestämma den optimala frekvensen för TTFields administrering för varje specifik kombinerad behandling.

I linje med tidigare publikationer visar resultaten som visas här att den optimala frekvensen för behandling av både gliomceller och äggcancerceller är 200 kHz 1 , 7 . I detta arbete demonstrerade vi för första gången att den optimala TTFields frekvensen för att minska den klonogena potentialen är associerad med frekvensen som leder till maximal cytotoxisk effekt. De metoder som används i detta arbete för att kvantifiera effekterna av TTFields ( dvs cytotoxiska och klonogena) aRe endast två av många möjliga standard-endpointanalyser för att utvärdera behandlingsresultat. Ytterligare behandlingsresultattester inkluderar: (1) fixering, färgning och montering av täckglasen på vilka cellerna är pläterade över ett mikroskop för visualisering av intracellulära strukturer; (2) utföra analyser av protein- och RNA-extrakt, antingen från TTFields-disken själva eller efter överföring av täckglaset till en ny engångsskål; Och (3) trypsiniserande celler färgade för flödescytometrianalys.

Noggrann experimentplanering kommer att påverka behandlingsresultaten efter leveransen av TTFields. De viktigaste stegen är att säkerställa att cellproliferationen genom experimentet inte leder till överväxt och med användning av lämplig elektrisk fältintensitet, eftersom intensiteter som är för höga när de appliceras på känsliga cellinjer kommer att resultera i för få celler för de erforderliga analyserna för att bestämma Den optimala frekvensen. Omvänt applicerades TTFields vid mycket låga intensiteterPå mindre känsliga celllinjer kommer det att resultera i små effekter som kan maskeras av inneboende variationer. Behandlingsloggarna bör undersökas för värdefull information om temperaturstabilitet, elektriska strömmar och motstånd för varje maträtt under experimentet. Byte av felaktiga rätter vid behandlingstart och exklusive data från en maträtt som inte uppfyllde de önskvärda behandlingsparametrarna minskar variationen mellan replikat.

Sammanfattningsvis är TTFields en framväxande behandling mot cancerbehandling som redan har visat effekt och säkerhet i kliniska inställningar 8 , 9 , 10 . Testning av TTFields i en in vitro- inställning med de protokoll som beskrivs här kan möjliggöra optimering av TTFields behandlingsparametrar i den kliniska inställningen och kan bredda vår förståelse av den underliggande verkningsmekanismen.

Disclosures

Porat Yaara, Giladi Moshe, Schneiderman S. Rosa, Blat Roni, Shteingauz Anna, Zeevi Einav, Munster Mijal, Volosjin Tali, Kaynan Noa, Tal Orna och Kirson D. Eilon D betalas anställda vid Novocure Ltd, Israel. Weinberg Uri är en betald anställd Novocure GmbH, Luzern. Yoram Palti är delägare i Novocure Ltd, NY.

Acknowledgments

Författare har inga bekräftelser.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
inovitro system and software Novocure ITG1000 and IBP1000 Each unit contains 1 TTFields generator, 1 base plate, 8 TTFields dishes with covers and 1 flat cable. 
Sterilization bags Westfield medical 24882
Plastic cover slides Thermo Scientific (NUNC) 174977 Pre treated and sterilized
Glass cover slides Thermo Scientific (Menzel-Gläser) CB00220RA1 Sterilize if necessary
Dulbecco’s modified Eagle’s medium Biological Industries (Israel) 01-055-1A Warm in 37 °C water bath before use
RPMI 1640 Gibco 21875-034 Warm in 37 °C water bath before use
Fetal Bovine Serum (FBS) Biological Industries (Israel) 04-007-1A Warm in 37 °C water bath before use
L-Glutamine 200 mM (100x) Gibco 25030-029
Pen/Strep (10,000 U/mL Penicillin, 10,000 µg/mL Streptomycin) Gibco 15140-122
Sodium Pyruvate solution 100 mM  Biological Industries (Israel) 03-042-1B
Hepes buffer 1 M Biological Industries (Israel) 03-025-1B
Insuline solution from bovine pancreas Sigma-Aldrich 10516-5ML
0.25% Trypsin/EDTA Biological Industries (Israel) 03-050-1B Warm in 37 °C water bath before use
Methanol Merck 1.06009.2511 Cool to -20 °C in the freezer before use
Crystal violet Sigma-Aldrich 120M1445 Harmful. Prepare 0.1% w/v crystal violet solution in 25% Methanol 75% water.
Light detergent Alcononx 242985 Prepare 5% solution in water, or according to manufacurer's instrutions.
PBS Biological Industries (Israel) 02-023-1A Without calcium and magnesium
A2780 ECACC 93112519 Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM) and Hepes buffer (12 mM).
F98 ATCC CRL-2397 Grow in Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM) and glutamine (2 mM).
Ovcar-3 ATCC HTB-161 Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (20%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM), Hepes buffer (12 mM) and insulin (10 µg/mL).
U-87 MG ATCC HTB-14 Grow in Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM) and glutamine (2 mM).
refrigirated CO2 incubator CARON 7404-10-3
Laminar flow cabinet ADS Laminair Bio12 and VSM12

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kirson, E. D., et al. Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors. Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (24), 10152-10157 (2007).
  2. Kirson, E. D., et al. Disruption of cancer cell replication by alternating electric fields. Cancer Res. 64 (9), 3288-3295 (2004).
  3. Gera, N., et al. Tumor treating fields perturb the localization of septins and cause aberrant mitotic exit. PLoS One. 10 (5), (2015).
  4. Giladi, M., et al. Mitotic disruption and reduced clonogenicity of pancreatic cancer cells in vitro and in vivo by tumor treating fields. Pancreatology. 14 (1), 54-63 (2014).
  5. Giladi, M., et al. Mitotic Spindle Disruption by Alternating Electric Fields Leads to Improper Chromosome Segregation and Mitotic Catastrophe in Cancer Cells. Sci Rep. 5, 18046 (2015).
  6. Giladi, M., et al. Alternating electric fields (tumor-treating fields therapy) can improve chemotherapy treatment efficacy in non-small cell lung cancer both in vitro and in vivo. Semin Oncol. 41, S35-S41 (2014).
  7. Voloshin, T., et al. Alternating electric fields (TTFields) in combination with paclitaxel are therapeutically effective against ovarian cancer cells in vitro and in vivo. Int J Cancer. 139 (12), 2850-2858 (2016).
  8. Pless, M., Droege, C., von Moos, R., Salzberg, M., Betticher &, D. A phase I/II trial of Tumor Treating Fields (TTFields) therapy in combination with pemetrexed for advanced non-small cell lung cancer. Lung Cancer. 81 (3), 445-450 (2013).
  9. Stupp, R., et al. Maintenance therapy with tumor-treating fields plus temozolomide vs temozolomide alone for glioblastoma: A randomized clinical trial. JAMA. 314 (23), 2535-2543 (2015).
  10. Stupp, R., et al. NovoTTF-100A versus physician's choice chemotherapy in recurrent glioblastoma: a randomised phase III trial of a novel treatment modality. Eur J Cancer. 48 (14), 2192-2202 (2012).
  11. Kanner, A. A., et al. Post Hoc analyses of intention-to-treat population in phase III comparison of NovoTTF-100A system versus best physician's choice chemotherapy. Semin Oncol. 41, S25-S34 (2014).
  12. Miranda, P. C., Mekonnen, A., Salvador, R., Basser &, J. P. Predicting the electric field distribution in the brain for the treatment of glioblastoma. Phys Med Biol. 59 (15), 4137-4147 (2014).
  13. Wong, E. T., Lok, E., Swanson &, D. K. An Evidence-Based Review of Alternating Electric Fields Therapy for Malignant Gliomas. Curr Treat Options Oncol. 16 (8), (2015).
  14. Kim, E. H., et al. Biological effect of an alternating electric field on cell proliferation and synergistic antimitotic effect in combination with ionizing radiation. Oncotarget. , (2016).
  15. Kim, E. H., Song, H. S., Yoo, S. H., Yoon &, M. Tumor treating fields inhibit glioblastoma cell migration, invasion and angiogenesis. Oncotarget. , (2016).
  16. Pavesi, A., et al. Engineering a 3D microfluidic culture platform for tumor-treating field application. Sci Rep. 6, 26584 (2016).
  17. Wong, E. T., Lok, E., Swanson &, D. K. Clinical benefit in recurrent glioblastoma from adjuvant NovoTTF-100A and TCCC after temozolomide and bevacizumab failure: a preliminary observation. Cancer Med. , (2015).
  18. Kirson, E. D., et al. Chemotherapeutic treatment efficacy and sensitivity are increased by adjuvant alternating electric fields (TTFields). BMC Med Phys. 9, (2009).
  19. Schneiderman, R. S., Shmueli, E., Kirson, E. D., Palti &, Y. TTFields alone and in combination with chemotherapeutic agents effectively reduce the viability of MDR cell sub-lines that over-express ABC transporters. BMC Cancer. 10, 229 (2010).
  20. Connelly, J., et al. Planning TTFields treatment using the NovoTAL system-clinical case series beyond the use of MRI contrast enhancement. BMC Cancer. 16 (1), (2016).

Tags

Cancer Research Tumör Behandling Fields TTFields inovitro gliom äggstockscancer skanningsfrekvens
Bestämning av Optimal Inhiberande Frekvens för cancerceller Använda Tumör Behandla Fields (TTFields)
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Porat, Y., Giladi, M., Schneiderman, More

Porat, Y., Giladi, M., Schneiderman, R. S., Blat, R., Shteingauz, A., Zeevi, E., Munster, M., Voloshin, T., Kaynan, N., Tal, O., Kirson, E. D., Weinberg, U., Palti, Y. Determining the Optimal Inhibitory Frequency for Cancerous Cells Using Tumor Treating Fields (TTFields). J. Vis. Exp. (123), e55820, doi:10.3791/55820 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter