Todo o trabalho descrito neste protocolo foi executado com organóides previamente estabelecidos do murine e organoids paciente-derivados. Todo o trabalho animal foi realizado em conformidade com as diretrizes do Centro de Recursos Animais de Pesquisa do Memorial Sloan Kettering Cancer Center (IACUC: 06-07-012). Todos os tecidos derivados do paciente foram coletados em conformidade com as regras e regulamentos do Memorial Sloan Kettering Cancer Center (IRB: 12001).
1. Preparação média e tampão
- Descongele a matriz da membrana do porão (por exemplo, Matrigel) a 4 °C durante a noite antes de iniciar o experimento. Mantê-lo no gelo durante o uso.
- Coloque as placas de cultura a 37 °C por 24 h antes dos experimentos. Isso ajudará a cúpula da matriz de membrana do porão (a partir daí referida como cúpula matriz) a polimerizar. Os organóides de revestimento são descritos na etapa 2.1.2.
- Prepare o meio organóide de acordo com o protocolo estabelecido5.
- Prepare o meio organóide sem a adição do fator de crescimento epidérmico (EGF; consulte tabela de materiais para componentes). EGF suprime a saída transcricional AR e confere resistência anti-andrógeno5.
- Prepare o meio modificado da águia de Dulbecco (DMEM) com o soro bovino fetal de 10% (FBS).
NOTA: Esta mídia é usada para inibir a digestão enzimática com substituição de trippsina nas seções 2-4.
- Prepare soluções de medicamentos de acordo com o protocolo do fabricante. Para enzalutamide/mdv3100 (posteriormente referido como anti-andrógeno de segunda geração), prepare uma solução de estoque de 100 μM em dimetil sulfoxide (DMSO). O estoque pode ser armazenado a -20 °C por até 6 meses e não precisa ser feito fresco.
2. Isolamento, digestão enzimática e estabelecimento de organóides
- Isolar organóides da próstata do rato ou tecido humano de acordo com os protocolos previamente estabelecidos5,7. Uma breve descrição é fornecida abaixo.
- Mince e enzimaticamente digerir tecido da próstata para produzir uma única suspensão celular. Neste experimento, 1 mL de 5 mg/mL collagenase tipo II em ADMEM/F12 foi utilizado para a digestão de 50 mg de tecido da próstata.
- Coletar células por centrífuga a 300 x g por 5 min, contar as células, resuspendê-las na matriz da membrana do porão e placa na densidade apropriada5,7 nas cúpulas matricia em placas de cultura organóide pré-aquecida (chapeamento método é mostrado na Figura 1A).
- Permita que as cúpulas se solidiem e adicionem mídia nos topos das cúpulas para que elas estejam completamente cobertas.
- Crescer organóides para a quantidade desejada para aplicações a jusante. O número celular pode ser determinado por métodos de contagem padrão. Veja a seção específica do protocolo para obter detalhes adicionais sobre densidade.
- Usando uma pipeta P1000, elaborar o meio e pipeta para cima e para baixo para interromper. Quando a matriz da membrana do porão é interrompida inteiramente, transfira a suspensão a um tubo cónico de 15 mL. Não coloque mais de 10 cúpulas por único tubo cônico de 15 mL. Centrífuga a 300 x g por 5 min.
- Desenhe o supernatant e lave a pelota da pilha com 5 mL de PBS. Centrífuga a 300 x g por 5 min.
- Tire o supernatant e resuspender a pelota em 4 mL de substituição trypsin. Resumo para 5-10 min com agitação a 37 °C. Adicione um volume igual de meio organóide + 10% FBS para inibir a substituição de tripsina. Centrífuga a 300 x g por 5 min.
- Desenhe o supernatant e resuspenda em 1 mL de PBS.
- Filtrar a suspensão com um filtro de 40 μm para garantir uma única suspensão celular. Quantifique o número da célula usando um hemocytometer ou dispositivo de contagem equivalente.
NOTA: Se a obtenção de células únicas viáveis é difícil, use a classificação do fluxo para obter uma solução de célula única.
3. Avaliação da capacidade de formação organóide
NOTA: Para determinar a porcentagem de células que podem gerar um organóide, um ensaio de semeadura pode ser realizado como um proxy para o potencial de tronco/progenitor. A capacidade de formação organóide também é importante para definir um número de semeadura celular para os ensaios de viabilidade.
- Diluir a suspensão celular obtida na etapa 2,7 a 100 células por 10 μL da suspensão usando o meio organóide contendo 10 μM Rho kinase inibidor Y-27632.
- Transfira 1.100 células (110 μL de suspensão) para um novo tubo cônico.
- Adicione 285 μL de matriz de membrana do porão e resuspenda as células. Isso resultará em uma concentração de matriz de ~70%.
NOTA: Diluição da matriz de membrana do porão durante a semeanação reduz muito a variação no tamanho da cúpula, causada pela viscosidade da matriz proteica.
- Células de sementes em 35 μL de cúpulas matricias em uma placa de 24 poços pré-aquecida, resultando em 200 células/poço. Placa 3-5 replica por amostra (também ver o método de revestimento na Figura 1A e passo 2.1.2).
- Para garantir que as células permaneçam dentro da cúpula da matriz, vire a placa e coloque-a em uma incubadora celular para solidificar a matriz da membrana do porão.
- Após 10 min, retire a placa da incubadora e adicione o meio contendo o inibidor da quinase Rho.
- Refresque o meio a cada 2 dias. Após 7 dias, quantifique o número de organóides. Mantenha o inibidor da quinase Rho na mídia durante todo o experimento.
- Conte o número de organóides estabelecidos por cúpula e calcule a porcentagem de organóides formados a partir do número total de células banhadas (200 células).
NOTA: As proporções de estabelecimento organóide variam de 3% a 60%, dependendo do tipo celular e do genótipo.
4. Determinando respostas farmacológicas de organóides
- Continuando a partir do passo 2.7, sementes 1.000-10.000 células em uma cúpula matriz. Use a eficiência de formação organóide e velocidade de crescimento como um proxy para determinar o número final da célula.
NOTA: Os números de celular recomendados são fornecidos na Tabela 1. Use três a cinco replica por condição por análise. Use uma concentração final de 70% de matriz de membrana do porão para reduzir os erros de tubulação induzidos pela viscosidade.
- Semente 35 μL de cúpulas matricezem em uma placa de 24 poços e deixe as cúpulas solidificarem como feito na seção 3 (também veja o método de revestimento na Figura 1A e passo 2.1.2). Adicione o meio contendo o inibidor de quinase Rho e a droga de escolha. Este método pode ser aplicado a todas as drogas, mas neste protocolo, um anti-andrógeno de segunda geração é usado em 10 μM por exemplo. Para determinar a concentração inibidora máxima (IC50), realize um log10 incremental e, como controle, use o veículo no qual a droga foi dissolvida.
- Refresque o meio a cada dois ou três dias e analise os organóides no dia 7 para determinar a resposta farmacológica da droga. Os pontos de tempo podem variar entre a escolha do experimento e da droga.
NOTA: Organóides não precisam ser trypsinizados para realizar esses ensaios.
- Para manter os organóides intactos, usando uma pipeta P1000, elabore o meio e pipeta para cima e para baixo para interromper a matriz da membrana do porão.
- Quando a matriz da membrana do porão é interrompida inteiramente, transfira a suspensão a um tubo cónico de 15 mL. Não transfira mais de 10 cúpulas matricadas por tubo cônico de 15 mL.
- Centrífuga a 300 x g por 5 min. Tire o supernatant e lave com 5 mL de PBS.
- Resuspenda organóides em 1 mL de PBS e interrompa os organóides usando trituração e uma pipeta pasteur de vidro.
- Quantificar o número de fragmentos organóides. Semente 5 replica contendo 100 fragmentos organóides, conforme descrito no passo 2.1.2.
- Realize o ensaio de viabilidade celular descrito abaixo na seção 7.
5. Isolamento de RNA de organóides
NOTA: Os métodos baseados em colunas comercialmente disponíveis produzem boa quantidade e qualidade de RNA. Para garantir rna de boa quantidade, use um mínimo de uma cúpula por amostra; no entanto, o uso de três cúpulas é recomendado, que pode ser semeado em um único poço de uma placa de 12 poços.
- Adicionar ß-mercaptoetanol (1%) para o tampão de linéia glutationa no kit de isolamento RNA.
- Retire o meio das cúpulas de membrana do porão contendo organóides e adicione 750 μL deste buffer. Pipeta para cima e para baixo usando uma pipeta P1000. Verifique se toda a matriz de membrana do porão foi dissolvida.
- Adicione 750 μL de 70% de etanol e misture por pipetting. Posteriormente transferir 700 μL da mistura para a coluna, centrífuga em 12.000 x g por 1 min, e repita com o restante do lysate.
- Executar laves e tratamento de DNase na coluna de acordo com as instruções do fabricante. Elute RNA em 30-50 μL de água livre de RNAse.
- Medir as concentrações usando um flódromo em OD = 260 nm e 280 nm e armazenar a -80 °C ou continuar com aplicações a jusante.
6. Isolamento proteico de organóides
NOTA: Para o isolamento de proteínas, prepare o amortecedor RIPA padrão contendo inibidores de fósforoe protease(Mesa de Materiais). Usando pelo menos três cúpulas é recomendada, que pode ser semeada em um único 12 bem.
- Usando uma pipeta P1000, elabore o meio da célula com as cúpulas de membrana do porão contendo organóides e pipetos para cima e para baixo para interromper a matriz da membrana do porão.
- Quando totalmente interrompido, transfira a suspensão para um tubo cônico de 15 mL. Centrífuga a 300 x g por 5 min.
- Desenhe o supernatant e lave com 5 mL de PBS gelado. Centrífuga a 300 x g por 5 min.
- Tire o supernatant e resuspender a pelota em 4 mL de substituição trypsin. Dime por 5-10 min enquanto treme a 37 °C.
- Adicione um volume igual de meio organóide + FCS de 10% para inibir a substituição da trippsina. Centrífuga a 300 x g por 5 min.
NOTA: Pós-centrífugação, nenhuma matriz de membrana do porão deve ser visível na pelota.
- Desenhe o supernatant e lave com 5 mL de PBS gelado. Desenhe o supernatant e resuspenda a pelota da pilha em 300 μL do amortecedor da lyse usando um pipet de P1000, a seguir transfira a um tubo do microcentrífuga de 1.5 mL.
- Incubar no gelo por 10 min e, posteriormente, sonicate 2x para 30 s cada em água resfriada com uma temperatura de 4 °C. Coloque o tubo de volta no gelo e realizar quantificação de proteína usando métodos padrão.
- Desnaturar a proteína adicionando sulfato dodcyl de sódio (SDS) contendo tinuoso de carregamento e deixe ferver por 5 min a 95 °C. Armazenar lysates a -80 °C ou continuar com aplicações a jusante.
7. Ensaio de viabilidade celular com organóides
NOTA: A viabilidade celular pode ser avaliada usando o kit de ensaio de viabilidade celular disponível comercialmente e um luminomômetro. Prepare buffers de acordo com as instruções do fabricante. Recomenda-se cinco réplicas por condição: uma réplica consistindo de uma cúpula de matriz de membrana de porão de 35 μL em um poço de uma placa de 24 poços.
- Desenhe o meio da cultura organóide, tendo o cuidado de deixar as cúpulas matricia intactas.
- Adicione 65 μL de PBS e pipeta para cima e para baixo para interromper a cúpula matriz.
- Adicione 100 μL do buffer do kit de ensaio de viabilidade celular e resuspenda por pipetting.
- Incubar à temperatura ambiente (RT) para 10 min com agitação.
- Transfira 100 μL de mistura para uma placa não translúcida adequada para o lumimosômetro e execute a leitura de acordo com as instruções do fabricante para o kit de ensaio de viabilidade celular.
8. Preparação de organóides para xenoenxerto
NOTA: Organóides também são passíveis de enxerto subcutâneo em ambos os animais imunocomprometidos, bem como, ratos isógênicos. Para garantir que os organóides injetados sejam in vivo, rotule organóides com um fluorofiforre constitutivamenteexpressor 5. Recomenda-se realizar um experimento piloto para enxertia usando 5 x 105 células para 2 x 106 células por injeção, com incrementos de 5 x 106 células, já que a eficiência do enxerto varia entre as linhas organóides.
- Usando uma pipeta P1000, elabore o meio e pipeta para cima e para baixo para interromper a matriz de membrana do porão. Quando totalmente interrompido, transfira a suspensão para um tubo cônico de 15 mL. Centrífuga a 300 x g por 5 min.
NOTA: Não transfira mais de 10 cúpulas matrica por tubo cônico de 15 mL.
- Desenhe o supernatant e lave com 5 mL de PBS. Centrífuga a 300 x g por 5 min.
- Tire o supernatant e resuspender a pelota em 4 mL de substituição trypsin. Dime por 5-10 min enquanto treme a 37 °C.
- Adicione o volume igual de meio organóide + 10% FBS para inibir a substituição de tripsina. Centrífuga a 300 x g por 5 min.
- Desenhe o supernatant e resuspenda em 1 mL de PBS. Filtrar a suspensão com um filtro de 40 μm para garantir uma única suspensão celular. Quantificar as células usando métodos padrão.
- Desça e resuspenda as células do inibidor pbs + rho para uma concentração de 2 x 106 células por 100 μL (ver Tabela 2 para concentrações celulares e número de células absoluta necessária para diferentes concentrações). Use um volume igual de matriz de membrana do porão para gerar uma suspensão 1:1. Coloque a suspensão no gelo.
- Injetar células de acordo com protocolos padrão e monitorar o crescimento xenoenxerto usando métodos padrão8.