Name: Engenharia de Tecidos de tumor estromal Microenvironment com Aplicação a invasão Cancer Cell (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-03-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 48 s
Description: Aprenda a gerar matriz nativa derivada de fibroblastos para estudar invasão de células tumorais em culturas 3D. Este método permite avaliar interações tumor-estroma sem substratos sintéticos.

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APS é suportado por Debra Internacional e da Fundação Britânica da Pele. YZN é apoiado por A * STAR - University of Dundee Parceria Programa de Doutoramento.

Este estudo foi realizado de acordo com a Declaração de Princípios de Helsínquia e foi aprovado pelos Comitês de Ética apropriados. 1. Preparação de meios e reagentes <ol><li> Preparação de 200x de ácido L-ascórbico estoque 2-fosfato <ol><li> Dissolve-se 29 mg de ácido L-ascórbico 2-fosfato por 5 ml de solução de Dulbecco meio de Eagle modificado (DMEM) e filtra-se através de filtro de membrana de 0,22 um. Loja de 0,25 ml alíquotas estéreis em -20 ° C. </li><li> Adicionar 0,25 ml de aliquota de 200x ácido L-ascórbico estoque 2-fosfato para cada 50 ml de meio de fibroblastos (DMEM com 1% de L-glutamina e 10% de soro fetal bovino) no dia em que é necessária, para uma concentração final de 0,1 mM de L de ácido ascórbico 2-fosfato. </li></ol></li><li> Preparação de meios de crescimento de queratinócitos <ol><li> Isolamento e cultura de queratinócitos SCC primários têm sido descritos anteriormente 21. Preparação de meios de crescimento de queratinócitos está descritonele também. </li><li> Em resumo, preparar os meios de comunicação da seguinte forma: 300 ml de DMEM e 100 ml de Ham F-12 suplementado com 10% de FBS 0,4 mg / ml de hidrocortisona 5 mg / ml de insulina 10 ng / mL de EGF 5 mg / ml de transferrina 8,4 ng / ml toxina da cólera 13 ng / ml de liotironina Solução de penicilina-estreptomicina 1x </li></ol></li></ol> 2. In Vitro da construção de matriz nativo de fibroblastos derivados de Ácido L-Ascórbico 2-fosfato Meios Suplementado <ol><li> Semente 200.000 fibroblastos por poço em placas de 6 poços (20000 células / cm 2) em meio suplementado com fibroblasto de ácido L-ascórbico 2-fosfato. Alimente novamente a cada 2-3 dias, com 2-5 ml de mídia. (Nota: Refeeding freqüência e volume pode ser ajustado para atender às necessidades individuais de diferentes células Consulte &quot;discussões&quot;.). </li><li> Uma espessa camada de células incorporadas na matriz extracelular vai formar no final de 6 semanas, visíveis a olho nu ( <strong&gt; Figura 1). Para libertar esta camada a partir da placa de cultura de tecido, raspe a circunferência da matriz com uma ponta de micropipeta 1 ml e, em seguida, apertar as bordas da matriz em direcção ao centro do poço. Esta camada de células e uma matriz (matriz nativa) deve ser facilmente destacável da superfície da placa, e agora estar flutuando na mídia. Espalhe a matriz nativa na mídia para evitá-lo dobrar-se sobre si mesmo. </li><li> Deixe o flutuador matriz nativa e remodelar por 5 dias, mudando de mídia a cada 2-3 dias. Devido à resistência à tracção e remodelação intrínseca dentro da matriz, a matriz vai contrair drasticamente reduzida e tornar-se a uma matriz nativa menor, mas mais grosso, e está pronta para ser utilizada para o ensaio de invasão. </li></ol> 3. Invasão de Ensaio com Tumor SCC queratinócitos <ol><li> Pegue a matriz nativa delicadamente com uma pinça sem corte e transferir para Nylon net. Uma vez na rede de nylon, espalhar a matriz suavemente a mentir tão plana quanto possível, utilizando uma micropipeta de 1 mlponta e uma pinça sem corte. </li><li> Preparar os cilindros clonais estéreis manchando uma pequena quantidade de solução estéril de vaselina em uma extremidade. </li><li> Colocar os cilindros clonais na matriz nativa, com o lado de baixo de vaselina. Isto é para assegurar uma boa vedação entre a matriz nativa e os anéis clonais. </li><li> Adicionar células cSCC aos cilindros clonais (250.000 células em 100 ul de meio de crescimento de queratinócitos). </li><li> Retire os cilindros clonais após 6 horas, quando as células CSCC se estabeleceram na matriz nativa. </li><li> Levante a rede de nylon com a matriz nativa e células CSCC a interface ar-líquido sobre o suporte de malha de arame de aço inoxidável dobrado. </li><li> Adicionar meio de crescimento de queratinócitos suplementado com ácido ascórbico até o nível mídia toca o fundo da matriz nativa. </li><li> Mudança de mídia a cada 2-3 dias e colheita aos 7 e 14 dias pós-semeadura de células CSCC. </li></ol> 4. A colheita das culturas 3D e Preparação para Histologia <ol><li> Fix em 4% parovernight aformaldehyde à temperatura ambiente. </li><li> Bisseccione as amostras e incorporar em cera de parafina para fixadas em formalina blocos encaixados, com superfície de corte voltada para fora. </li><li> Alternativamente, incorporar as amostras bifurcadas em outubro e encaixe-congelante imediatamente em nitrogênio líquido por blocos de tecido fresco congelado. </li><li> Corte 4 mM seções em micrótomo e dewax (se necessário). Mancha usando hematoxilina padrão e eosina. Para visualizar as células cSCC, anticorpo monoclonal de rato contra a queratina 14 (LL001, in-house) pode ser usado em imuno-coloração. </li></ol>

<ol><li>Bell, E., Ehrlich, H. P., Buttle, D. J., Nakatsuji, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Living+tissue+formed+in+vitro+and+accepted+as+skin-equivalent+tissue+of+full+thickness%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Living tissue formed in vitro and accepted as skin-equivalent tissue of full thickness.</a> Science. 211 (4486), 1052-1054 (1981).</li>
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<li>Larouche, D., Paquet, C., Fradette, J., Carrier, P., Auger, F. A., Germain, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chapter+15%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Chapter 15.</a> Methods Mol. Biol. 482, 233-256 (2009).</li>
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<li>Pinnell, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+collagen+biosynthesis+by+ascorbic+acid%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Yale+J.+Biol.+Med%22%5BJournal%5D)">Regulation of collagen biosynthesis by ascorbic acid: a review.</a> Yale J. Biol. Med. 58 (6), 553-559 (1985).</li>
<li>Hata, R., Senoo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((L-ascorbic+acid+2-phosphate+stimulates+collagen+accumulation%2C+cell+proliferation%2C+and+formation+of+a+three-dimensional+tissuelike+substance+by+skin+fibroblasts%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cell.+Physiol%22%5BJournal%5D)">L-ascorbic acid 2-phosphate stimulates collagen accumulation, cell proliferation, and formation of a three-dimensional tissuelike substance by skin fibroblasts.</a> J. Cell. Physiol. 138 (1), 8-16 (1988).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Devido à natureza desta experiência, o tempo total necessário para a conclusão pode ser superior a dois meses. Ao longo deste tempo e de cuidados de tecidos estéril práticas cultura UTMOST deve ser empregue para evitar a contaminação microbiana. Para além do seu papel como co-factor na síntese de hidroxiprolina e hidroxilisina de colagénios, ácido ascórbico estimula a expressão de mRNA específica de colagénio em fibroblastos 22. O ácido ascórbico de esc...

O uso de biomateriais em cultura de tecido 3D tem permitido aos investigadores estudar o comportamento de células no laboratório sob condições fisiológicas mais semelhante a um ambiente in vivo do que a de um recapitulado com aderência 2D e um substrato de plástico. Em particular, a passos largos para a frente foram feitos na modelagem epitélios estratificados com a adoção de métodos de cultura 3D na interface ar-líquido 1-4. Tais técnicas imitar fielmente diferenciação dos queratinócitos e invasão das células tumorais permitindo maior flexibilidade e fidelidade para pesquisadores que estudam esses processos. A escolha do substrato biomaterial para imitar o ambiente estromal envolveu principalmente o uso de colágeno tipo I, Engelbreth-Holm-Swarm matriz sarcoma rato e derme de-epidermized. Por exemplo, os fibroblastos associados ao cancro têm sido mostrados para contribuir para a invasão de cancro 5, a iniciação e a progressão através de interacções estromais-epitelial 6,7 when cultivados em tais substratos. O padrão ouro para imitar o ambiente estromal na pele, os maiores e mais estudados epitélio estratificadas utilizando tais técnicas, é considerado para ser de-epidermized derme humana (DED). Preparação do DED envolve a remoção da epiderme através de tripsinização e dissociação física da pele de um cadáver humano 3,4. No entanto, o acesso a essa pele pode ser muito difícil para os laboratórios não associados com as instituições clínicas e derme doentes é quase impossível de se obter. Como alternativa, os laboratórios freqüentemente usam uma combinação de colágeno tipo I (isolado de caudas de rato) e / ou matriz sarcoma Engelbreth-Holm-Swarm mouse. Após a descoberta em 1927 por Nageotte 8 que o colágeno pode ser facilmente isolado usando ácido acético e precipitação de sal, a sua aplicação à cultura de tecidos foi posteriormente lançada pela Huzella e colegas 9. Revestimento de colágeno mostrou-se superior ao vidro para cultura de células de 29 linhagens e explantes de tecido como interrogados por Ehrmann e Gey 9. Actualmente, o principal tipo de colagénio utilizada em cultura de tecido é isolado a partir de tendões da cauda de rato, e está geralmente comprados a partir de fontes comerciais. No entanto, a desvantagem para recapitulação substrato fiel é que o colágeno da cauda de rato não é idêntico ao colágeno humano, ou a derme humanos, onde tipo I e III colágenos estão presentes como principais constituintes, e isolado de colágeno da cauda de rato é invariavelmente fragmentada. Engelbreth-Holm-Swarm matriz sarcoma mouse é uma mistura de proteína gelatinosa secretada por Engelbreth-Holm-Swarm células de sarcoma rato cultivadas 10. Os principais constituintes são laminina, colagénio tipo IV, proteoglicana de sulfato de heparina, entactina e nidogï ¿½ io e as proporções exactas destas proteínas pode variar de lote para lote. Além de pró estruturalproteínas, essa matriz também contém níveis significativos de factores de crescimento, tais como factor de crescimento transformante β, factor de crescimento epidérmico, factor de crescimento 1 semelhante à insulina, factor de crescimento de fibroblastos bovino e factor de crescimento derivado de plaquetas, que iria alterar o comportamento celular 11,12. Apontando para a enorme complexidade de Engelbreth-Holm-Swarm matriz sarcoma mouse, um total de 1.851 proteínas foram identificadas em um estudo de proteômica recente 13. Tendo em vista a natureza rica e complexa desta matriz, a cautela tenha sido avisada ao interpretar e comparar as diferentes experiências com o uso do mesmo 11. Nossos laboratórios têm um grande interesse em doenças de pele genética, particularmente aqueles com uma predisposição para o desenvolvimento de carcinoma cutâneo de células escamosas (cSCC) 14. No caso de epidermólise bolhosa distrófica recessiva (RDEB), uma doença grave com formação de bolhas mutações germinativas no gene COL7A1 <sse&gt; 15-17, foi determinado que o microambiente dérmica nestes pacientes é a promoção do tumor 18. Durante o curso deste estudo não foi possível avaliar o tumor propriedades promotoras de fibroblastos dérmicos embutidas dentro de colágeno I / Engelbreth-Holm-Swarm matriz sarcoma rato e investigadas formas de avaliar própria matriz das células, nativo. Para conseguir isso, nós modificamos a técnica anterior do laboratório de Lucie Germain trabalhando em pele humana equivalentes 19,20. Técnica de Germain foi capaz de reconstituir a pele humana com membrana basal bem organizado usando queratinócitos humanos e de fibroblastos de culturas primárias, na ausência de um andaime sintético ou de cadáveres. Neste trabalho, os passos utilizados para recapitular o microambiente estromal tumor cutâneo (matriz nativa) derivado diretamente a partir de fibroblastos estromais primários in vitro são descritos 18. Matrizes nativos produced por cultura a longo prazo de fibroblastos foram usadas como um equivalente dérmico de ensaio para a invasão das células cSCC. Apresentamos dados usando matriz nativo, oriundo da matriz extracelular secretada por fibroblastos RDEB (deficientes em colágeno tipo VII (C7)) ou a partir de fibroblastos RDEB retrovirally transduzidas com o colágeno tipo VII expressar construir e demonstrar o profundo efeito de um único colágeno no tumor invasão celular.

<table><tbody><tr><td>Ácido L-ascórbico 2-fosfato</td><td>Sigma</td><td>A8960</td><td></td></tr><tr><td>DMEM com L-glutamina, 4.500 mg/L D-glicose, 110 mg/L piruvato de sódio</td><td>Life Technologies</td><td>11995-073</td><td></td></tr><tr><td>100x Penicilina-estreptomicina</td><td>Life Technologies</td><td>15070</td><td></td></tr><tr><td>Vaselina</td><td>VWR</td><td>PROL28908.290</td><td></td></tr><tr><td>Cilindros clonais</td><td>Sigma</td><td>Z370789</td><td></td></tr><tr><td>Disco de Filtro de Rede de Nylon Hidrofílico 100 &#956; m 25 &#956; m de diâmetro 100/pk</td><td>Millipore</td><td>NY1H02500</td><td></td></tr><tr><td>Suporte de malha de arame de aço inoxidável dobrado</td><td>Feito em casa</td><td></td><td>As dimensões foram feitas para que a malha se encaixasse em placas de 6 poços</td></tr></tbody></table>

engenharia de tecidos de tumor estromal microenvironment com aplicação a invasão cancer cell

Tissue Engineering of Tumor Stromal Microenvironment with Application to Cancer Cell Invasion

Culturas organotípicas 3D de células epiteliais de uma matriz de incorporado com células mesenquimais são amplamente usadas para estudar diferenciação de células epiteliais e invasão. Tipo Rat cauda I colágeno e / ou matriz derivada de Engelbreth-Holm-Swarm células de sarcoma rato têm sido tradicionalmente empregada como substratos para modelar a matriz ou estroma microambiente em que as células mesenquimais (geralmente fibroblastos) são preenchidos. Embora experiências utilizando tais matrizes são muito informativa, pode argumentar-se que, devido a uma presença predominante de uma única proteína (tal como no colagénio de tipo I) ou um elevado teor de componentes de membrana basal e de factores de crescimento (tais como na matriz derivada de rato células de sarcoma), estes substratos não refletir melhor a contribuição para a composição da matriz feita pelas próprias células do estroma. Para estudar matrizes nativas produzidas por fibroblastos dérmicos primários isolados de pacientes com um tumor de bruços, desordem empolando genética (distrófica recessivaepidermólise bolhosa), nós adaptamos um protocolo matriz nativa existente para estudar a invasão das células tumorais. Os fibroblastos são induzidos a produzir a sua própria matriz durante um período prolongado em cultura. Esta matriz nativa é então separado da placa de cultura e as células epiteliais são semeados em que antes de toda a co-cultura é elevada para a interface ar-líquido. A diferenciação e / ou invasão celular pode então ser avaliado ao longo do tempo. Esta técnica proporciona a capacidade para avaliar as interacções de células epiteliais mesenquimais num ambiente 3D, sem a necessidade de uma matriz sintética ou externa, com a única desvantagem é o período prolongado de tempo necessário para produzir a matriz nativa. Aqui descreve-se a aplicação desta técnica para avaliar a capacidade de uma única molécula expressa por fibroblastos, colagénio tipo VII, para inibir a invasão de células tumorais.

<html> Esta técnica abre-se a possibilidade de analisar e comparar o comportamento das células do tumor invasivo (neste caso cSCC) sob diferentes ambientes de estroma 3D. Usando esta técnica, não só matrizes nativas C7-deficientes que retomados ambiente RDEB dérmica pode ser gerado, mas também matrizes adicionais que foram geneticamente modificados para sobre-expresso C7 18. Como pode ser visto na Figura 2, a invasão de queratinócitos RDEB cSCC foi significativamente retardado em C7-overexpres...

Engenharia de tecidos da matriz nativa derivada de fibroblastos é uma ferramenta emergente para gerar um substrato do estroma que suporta a proliferação de células epiteliais e de diferenciação. Aqui, um protocolo de aplicação desta metodologia para avaliar o impacto de diferentes tipos de células do estroma em biologia de células tumorais é apresentado.

Engenharia de Tecidos de tumor estromal Microenvironment com Aplicação a invasão Cancer Cell

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and ...

O objetivo geral do procedimento a seguir é gerar uma matriz nativa a partir de fibroblastos para avaliar a invasão de células tumorais. Isso é realizado primeiramente cultivando fibroblastos em plástico, em meio enriquecido com ácido sórbico, para gerar a matriz nativa. Na segunda etapa, a matriz nativa é destacada e liberada da superfície de crescimento em plástico, e então essa matriz é semada com células tumorais e elevada à interface ar-líquido após um período fixo.Essas culturas 3D são colhidas para análise histológica da invasão das células tumorais. Em última análise, os efeitos da matriz de fibroblastos nativa sobre a invasão das células tumorais podem ser avaliados por meio de análise imunohistoquímica. Assim, a vantagem dessa técnica para gerar culturas tridimensionais típicas é que podemos avaliar a matriz nativa produzida pelos próprios fibroblastos na ausência de substratos sintéticos ou estranhos, como colágeno tipo I de espécies diferentes. Comece semeando 200.000 fibroblastos por poço em placas de seis poços, em meio para fibroblastos, suplementado com ácido ascórbico recém-preparado.Substitua o meio com fosfato duas vezes por semana, a cada dois ou três dias, com

tissue-engineering-tumor-stromal-microenvironment-with-application-to

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

Um método simples é descrita para analisar os efeitos da fibroblastos de tecido em associadas células epiteliais. A combinação deste método eo tridimensional de cultura de tecido pode facilitar a análise das células após o isolamento a partir de 3D. A técnica é aplicável a células de diferentes potencial maligno, permitindo estudo sistemático dos efeitos de estroma associado ao tumor em células tumorais.

Isolamento de células epiteliais mamárias de tridimensional Mixed-célula esferoidal co-cultura

Fluxo de fluido intersticial é elevada em tumores sólidos e pode modular a invasão de células tumorais. Descrevemos aqui uma técnica para aplicar o fluxo de fluido intersticial para as células embebidas numa matriz e, em seguida medir os seus efeitos sobre a invasão celular. Esta técnica pode ser facilmente adaptado para estudar outros sistemas.

Um modelo tridimensional de Cultura Celular para avaliar os efeitos de fluxo de fluido intersticial na invasão da célula tumoral

Este vídeo descreve a técnica de utilização de uma matriz nativa para estudar a invasão de células tumorais. A técnica usada neste ensaio fornece a capacidade de avaliar as interações epitelial-mesenquimais em um ambiente 3D sem a necessidade de uma matriz sintética ou estranha.

Ensaio de invasão de células tumorais: um método baseado em matriz nativa 3D in vitro para avaliar as interações epitelial-mesenquimais

Métodos para criar tecidos tumorais 3D humanos como sistemas de teste são descritos. Estas tecnologias são baseadas num descelularizado Biológica vascularizada andaime (BioVaSc), células humanas primárias e uma linha de células tumorais, que podem ser cultivadas em condições estáticas, bem como sob condições dinâmicas de um bio-reactor de fluxo.

Engenharia de Tecidos de um 3D Humano<em&gt; In vitro</em&gt; Sistema de Teste de Tumor

Aqui apresentamos um protocolo de co-cultura em três dimensões, que é útil para investigar interações multicelulares e modulação dependente de matriz extracelular do comportamento das células cancerígenas. Neste modelo experimental, as células cancerígenas são cultivadas em géis de colágeno incorporados com fibroblastos associados ao câncer humano.

Tridimensional modelo de co-cultura para Interaction Tumor estromal-

Este método avalia a invasão de células cancerígenas de esferóides em uma matriz 3D circundante.  Os esferoides são gerados através do método de cultura de gota suspensa e, em seguida, incorporados em uma matriz composta de materiais de membrana basal e colágeno tipo I.  A invasão dos esferóides é posteriormente monitorada.

A Cancer Cell Spheroid Ensaio para avaliar a invasão em um ambiente 3D

Adaptamos uma inserção de membrana microporosa permeável para mimetizar o microambiente tumoral (TME). O modelo consiste em uma cultura de células mistas, permite a geração simplificada de populações de células individuais altamente enriquecidas sem o uso de marcação fluorescente ou classificação de células e permite estudar a comunicação intercelular dentro do TME em condições normais ou de estresse.

A Mimic do microambiente do tumor: um método simples para geração de populações celulares enriquecidas e Investigando intercelular Comunicação

O objetivo deste protocolo é estabelecer um modelo in vitro 3D para estudar a diferenciação de fibroblastos Cancer-associados (CAFs) em um tumor a granel-como o ambiente, que pode ser abordado em diferentes sistemas de análise, tais como a imunofluorescência, transcricional análise e imagens de células de vida.

Um modelo de spheroid 3D como um sistema mais fisiológico para fibroblastos associados ao cancro diferenciação e invasão in vitro estudos

A abordagem apresentada avalia simultaneamente a invasão de células cancerígenas em ensaios esferoides 3D e citotoxicidade de células T. Esferoides são gerados em um elenco multi-microwell livre de andaimes. A cocultura e a incorporação na matriz de colágeno tipo I são realizadas dentro do mesmo dispositivo que permite monitorar a invasão de células cancerígenas e a citotoxicidade mediada por células T.

Monitoramento da invasão celular cancerígena e citotoxicidade de células T na cultura 3D

Há uma necessidade crítica de modelos 3D de câncer que capturem crosstalk heterocelular para estudar a metástase do câncer. Nosso estudo apresenta a geração de estroma-epitelial heteromulticelular em um ambiente scaffold e scaffold-free que pode ser usado para estudar a invasão e as distribuições espaciais celulares.

Células estromais heteromulticelulares em culturas 3D sem andaimes de células epiteliais cancerígenas para impulsionar a invasão

Aprenda a gerar matriz nativa derivada de fibroblastos para estudar invasão de células tumorais em culturas 3D. Este método permite avaliar interações tumor-estroma sem substratos sintéticos.

Engenharia de Tecidos de tumor estromal Microenvironment com Aplicação a invasão Cancer Cell

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