Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Поколение гетерогенных градиентов наркотиков по всей популяции рака на микрофлюидной эволюции ускоритель для наблюдения в режиме реального времени

5.7K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/60185

⸱

19 сентября 2019 г.

 ,  ,  ,  ,  , 
1Princeton University, 2Johns Hopkins Medical Institute

В этой статье

Краткое содержание

Мы представляем микрофлюидную модель рака на чипе, технологию "Evolution Accelerator", которая обеспечивает управляемую платформу для долгосрочных количественных исследований динамики рака в четко определенных условиях окружающей среды в одноклеточных условиях Уровень. Эта технология, как ожидается, будет работать в качестве модели in vitro для фундаментальных исследований или доклинической разработки лекарственных средств.

Аннотация

Традиционная клеточная культура остается наиболее часто используемой доклинической моделью, несмотря на доказанную ограниченную способность прогнозировать клинические результаты рака. Для преодоления разрыва между упрощенными традиционными 2D-культурами и более сложными моделями животных, которые имеют ограниченные возможности для получения надежных и воспроизводимых количественных результатов, были предложены модели микрофлюидного рака на чипе. Здесь мы представляем микрофлюидную модель рака на чипе, которая воспроизводит ключевые компоненты сложной микросреды опухоли комплексным образом, но достаточно проста, чтобы обеспечить надежные количественные описания динамики рака. Эта микрофлюидная модель рака на чипе, "Эволюция ускоритель", разбивает большую популяцию раковых клеток на взаимосвязанный массив микросреды опухоли, генерируя неоднородный химиотерапевтический стресс ландшафта. Прогрессирование и эволюционная динамика рака в ответ на градиент препарата могут контролироваться неделями в режиме реального времени, а многочисленные эксперименты вниз по течению могут быть выполнены в дополнение к замедленному снимкам, сделанным в ходе экспериментов.

Введение

Рак все шире признается в качестве сложной экосистемы, которая зависит не только от продолжающейся дисрегуляции мутировавших популяций клеток, но и от жизненно важных взаимодействий между раковыми клетками и микроокружением хозяев. В этом смысле рак развивается на адаптивном ландшафте, проявляемом сочетанием факторов, включая разнородную микроокружение опухоли и перекрестный разговор с различными клетками-хозяинами, все из которых способствуют селективному давлению для дальнейшего генетического или эпигенетические изменения1,2,3. В контексте твердых опухолей неравномерное распределение химиотерапевтических и других градиентов ресурсов способствует их молекулярной неоднородности и может играть роль в развитии лекарственной устойчивости, повышенном ангиогенезе к конкретной опухоли субпопуляций, и даже метастаз4,5,6. Обычные исследования культуры 2D-клеток in vitro, обладающие крупномасштабными, удобными экспериментальными возможностями, обеспечивают среднее поле, единую и фикчированную условия, часто не имея точного пространственного и временного экологического контроля, необходимого для подлинного эмулировать динамику опухоли in vivo. Таким образом, существует необходимость в более репрезентативных моделях ex vivo для воспроизведения микроокружения опухоли до животных моделей в конвейере разработки лекарств для лучшего прогнозирования прогрессирования рака, а также реакции на лекарства в динамическом стрессе Пейзажи. Микрофлюитики были предложены для преодоления разрыва между 2D исследования культуры клеток и более сложные исследования in vivo животных, которые не могут быть в состоянии поддерживать контролируемые количественные исследования7,8,9.

Идеальная система in vitro для характеристики динамики раковых клеток должна обладать способностью генерировать неоднородную микросреду для имитации адаптивных клеточных реакций, которые могут иметь место в опухоли, а также позволяют наблюдать за этой динамикой на одноклеточное разрешение. В этой статье мы описываем микрофлюидную платформу культуры клеток, устройство на основе PDMS под названием "Эволюция ускоритель" (EA), что позволяет параллельно в пробирке исследования динамики раковых клеток при клеточном разрешении с получением данных в режиме реального времени над течение недель, в то время как устойчиво поддержания градиентов стресса по всей культуре ландшафта. Дизайн этой платформы основан на нашей предыдущей работе, в которой эволюционная динамика организмов в метапопуляции может быть ускорена10,11. В частности, в группе пространственно разделенных популяций, которые взаимодействуют на определенном уровне, при воздействии неоднородного стрессового ландшафта, наиболее подходящие виды могут доминировать в местной популяции быстрее по сравнению с большой равномерной популяцией. Затем выгодные виды мигрируют в соседние микрохабиты в поисках ресурсов и пространства, и в конечном итоге доминируют над всей популяцией. Как показано на рисунке 1, картина микрофлюидного чипа EA состоит из (i) пары серпантинных каналов, которые обеспечивают свежую циркуляцию носителей и строят фиксированные пограничные условия для химической диффузии, и (ii) область культуры шестиугольных клеток которая состоит из 109 взаимосвязанных шестиугольных и 24 полугексагональных камер в центре, напоминающих сотовую структуру. Глубина чипа составляет 100 мкм. Медиа-каналы и область клеточной культуры связаны с небольшими щелями (около 15 мкм в ширину), которые предотвращают прямой поток носителей и результирующее напряжение сдвига в области клеточной культуры, но все же позволяют химическим веществам распространяться через небольшие щели и обмениваться питательными веществами, метаболических отходов и т.д. Поколение химических градиентов демонстрируется на рисунке 1B, где один медиа-канал содержит 0,1 мМ флуоресцеина, в то время как другой канал свободен от флуоресцеина. Клетки культивируются на газопроницаемой мембране, инкапсулированной микроструктурами через положительное давление спины на мембрану против чипа. Компоненты держателя устройства иллюстрируются на рисунке 2, и экспериментальная установка иллюстрируется на рисунке 3, где культура поддерживается на перевернутом микроскопе при 37 градусах Цельсия, с более чем 85% относительной влажностью, и обусловлена нормоксийный газокомпозиция.

Эта система обеспечивает детальное наблюдение локализованных клеточных взаимодействий через ярко-полевые и флуоресцентные каналы и позволяет пространственно-решено вниз по течению assays, таких как иммунофлуоресценция, Западная поместья, или масс-спектрометрии. Ранее мы продемонстрировали в качестве доказательства принципа этой микрофлюидной модели рака на чипе на долгосрочной совместной культуры эпителиальных и мезенхимальных раковых клеток предстательной железы PC312, а также появление лекарственной устойчивости полиплоидных гигантских гигантских раковые клетки с помощью эпителиальной линии клеток PC313. В то время как мы представляем применение этой платформы, чтобы понять пространственно-временной динамики эпителиальных PC3 и мезенхимальных раковых клеток простаты под градиентом стресса доцетаксел, микрофлюидная система может быть легко применена к любой комбинации клеточных линий и ресурсные (т.е. лекарственные, питательные вещества, кислородные) градиенты.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Изготовление микрофлюидного устройства

  1. Создание желаемого микрофлюидного шаблона с помощью программного обеспечения для проектирования макета (см. Дополнительные материалы).
  2. Изготовить фотомаску. Более подробную информацию можно узнать в таблице материалов.
    1. Используя лазерный писатель, напишите рисунок на содовой известковой стеклянной пластине, покрытой 100 нм Cr и 500 нм фоторезистого АЗ1518.
    2. Разрабатывайте фотоустойчивость с разработчиком A300MIF на 60 с.
    3. Выetch от хрома без защиты от photoresist с помощью Cr-7 Chromium Etchant.
    4. Снимите остаточный фоторезист, используя фотосессию стриптизерши при 70 градусах по Цельсию в течение 45 мин.
  3. Шаблон фотоустойчивость. Более подробную информацию можно узнать в таблице материалов.
    1. Спинпальто HMDS на кремниевой пластине при 4000 об/мин при 40 с.
    2. Спинпальто фоторезисповержки A4330 на кремниевой пластине при 4000 об/мин при 40 с.
    3. Мягкая испечь кремниевую вафу при температуре 95 градусов по Цельсию в течение 60 с.
    4. Используйте маску выравниватель подвергать УФ кремниевых пластин.
    5. Разрабатывайте фотоустойчивость с разработчиком A300MIF в течение 4 минут.
  4. Выполните dRIE травления. Более подробную информацию можно узнать в таблице материалов.
    1. Сухой-etch узором с photoresist с помощью Силиконовой Глубокой Реактивной ИонEtch (DRIE) системы на 100 мкм глубины.
    2. Снимите фотоустойчивость с ацетоном и плазменным травкой с плазмой etcher.
  5. Окисление вафель и силанизация. Более подробную информацию можно узнать в таблице материалов.
    1. Выполните термическое окисление на травленной кремниевой пластине в печи при 1100 градусах по Цельсию на 1 ч.
    2. Подождите, пока кремниевая пластина остынет, а затем поместите пластину в обезвреживание с несколькими каплями трихлоро-1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl-силан (PFOTS) капала в небольшой контейнер возле пластины.
    3. Насос давление обезопаденности до 0,5 атм при комнатной температуре в течение 60 минут. Кремниевая пластина плесень должна стать гидрофобной после надлежащей силанизации, которые могут быть проверены путем добавления нескольких капель воды на.
  6. Мягкая литография. Более подробную информацию можно узнать в таблице материалов.
    1. Смешайте пре-полимер и кросс-ссылку (из полиметилсилоксана (PDMS) комплект) на 10:1 по соотношению веса.
    2. Налейте смешанные PDMS для создания 10 мм пленки в высоту на силанизированных кремния пластины формы.
    3. Дега в результате PDMS-силиконовой системы в desiccator в течение 30 мин до 1 ч.
    4. Инкубировать PDMS-силиконовую пластину в инкубаторе 70 градусов на ночь, чтобы вылечить PDMS.
    5. После того, как PDMS вылечить, очистить пленку PDMS от кремниевой пластины тщательно.
    6. Используя биопсии иглы, пробить через отверстия в входе портов на основе расположения картины на PDMS и использовать круговой удар, чтобы сократить чипы 27 мм в диаметре.
  7. Связь слоя PDMS.
    1. Тепло вылечить две стопки 27 мм PDMS цилиндров (без шаблона), который станет пласт омичегор и укупорки слоя устройства.
    2. Вырежьте два 7 мм круги вокруг входов на слое резервуара, и использовать биопсии иглы пробить отверстия в входе портов на укупорки слоя.
    3. Скрепление три стопки PDMS (узорчатый стек, слой резервуара, укупорки слоя) с кислородной плазмы обработки.
    4. С иглой биопсии, пробить через отверстия в розетках и в центре порта устройства.

2. Подготовка медиа и клеточной линии

  1. Подготовьте средства массовой информации для культивирования клеточных линий PC3, включая PC3-EMT и PC3-EPI: смесь RPMI 1640 среднего с 10% сыворотки крупного рогатого скота плода (FBS) и 1x антибиотик-антимикотик. Создание клеточных линий, как описано ранее14.
    ПРИМЕЧАНИЕ: PC3 клеточные линии поддерживаются в вышеуказанных носителях в увлажненных инкубаторах при 37 градусах Цельсия с 5% CO2. Разделение клеток и субкультуры каждые 3 дня, прежде чем они достигнут 100% выпуклость.
  2. Трансфект-клеточные линии с цитоплазмическими флуоресцентными маркерами для лучшей визуализации, как описано ранее12, таким образом, что PC3-EMT выражает цитоплазматическую GFP и PC3-EPI выражает цитоплазматическую mCherry. Обратите внимание, что технология также совместима с любыми флуоресцентными клемками, а также с ярко-полевыми изображениями немаркированных клеток.

3. Экспериментальная установка

  1. Изготовление держателя металлической пластины
    1. Изготовить держатель пластины, который достаточно для одновременного хранения газопроницаемых культурных блюд для параллельных экспериментов путем обработки или 3D-печати. Файл 3D CAD ("3-хорошая пластина. FCStd") можно найти на GitHub в качестве справочника (https://github.com/kechihl/3-well-plate).
    2. Отвинтите компоненты держателя(рисунок 2)с отверткой. Дезинфекция компонентов с помощью УФ-облучения, по крайней мере 1 ч и оставить в стерильной среде.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Держатель предназначен для обеспечения существенных условий для теплового равновесия и идеальных газовых композиций, с впусками газовых каналов, которые обеспечивают воздушный поток. Более подробную информацию можно найти в нашей предыдущей работе12.
    3. Приготовьте до трех газопроницаемых культурных блюд, из которых мембрана клеточной культуры является относительно гибкой.
  2. Посев наят линии сотовой связи
    1. За 24 часа до начала эксперимента собирайте PC3-EPI и PC3-EMT-клетки путем трипсинизации в течение 5 мин. Добавьте предотеристые культурные носители, затем центрифуги при 150 х г в течение 3 мин и отбросьте супернатант.
    2. Подсчитайте клетки каждого PC3-EPI и PC3-EMT с помощью гемоситометра и изолировать в общей сложности 2,5 х 104 каждого типа клеток для каждого газопроницаемого блюда культуры.
    3. Смешайте и повторно применяйте два типа клеток в 2 мл культурных носителей и семя клеток в каждом из газопроницаемых культурблюдов.
    4. Оставьте весь держатель пластины в инкубаторе на ночь для клеток, чтобы прикрепить.
    5. Дезинфекция устройств PDMS с помощью УФ-облучения, по крайней мере 1 ч и оставить в стерильной среде.
  3. Настройка блока теплового контроля и системы газоснабжения
    1. Как показано на рисунке 3, создать систему газоснабжения, которая состоит из обоих CO2 и O2 блоки управления, газовый насос, камера смешивания газа, увлажнитель или пузырьк, и три отдельных набора газовых клапанов и датчиков давления. Более подробную информацию можно найти в нашей предыдущей работе12.
    2. Настройка CO2 и O2 единиц управления таким образом, что они регулируют скорость смешивания газа из CO2 и N2 танков и O2 источника. Кроме того, любая система газоснабжения, которая обеспечивает газ в соответствии с условием нормоксии будет работать.
    3. Убедитесь, что газ, который сочетается в камере смешивания и увлажняется пузырьком, таким образом, что относительная влажность увеличивается до 85% (как считывается из монитора относительной влажности) и что газ приводит к трем независимым газовым клапанам с датчиками давления для того, чтобы контролировать и контролировать скорость потока газа в держателе пластины.
    4. Поместите весь держатель пластины в на сцене инкубационного теплового блока управления с отдельными нагревательными подразделениями для крышки и нижней пластины, со всеми блоками, установленными на уровне 37 градусов по Цельсию. Более подробную информацию можно узнать в таблице материалов.
  4. Установка микрофлюидного устройства. Более подробную информацию можно узнать в таблице материалов.
    1. Определите, что подробные компоненты 3-колодца держателя пластины в порядке, как и на рисунке 2. Каждая из трех скважин идентична и независима, с парой газовых каналов для каждой скважины. Каждая скважина обладает газопроницаемым держателем для культурных блюд, держателем чипов PDMS, стеклянным держателем окон и парой 35-мм стеклянных окон. Эти компоненты могут быть собраны с помощью установленных винтов.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Стеклянные окна гарантируют, что между газопроницаемой культурой мембраной и колодцем есть термически изолированное пространство, что из-за разницы температур на интерфейсе не происходит конденсации воды. Обратите внимание, что 3 скважины являются независимыми, и 3 эксперимента могут быть сделаны отдельно.
    2. Предварительно теплая культурная среда при 37 градусах Цельсия и дегава в вакуумной камере в течение 20 минут.
    3. Лечить чипы PDMS с помощью кислородной плазменной системы в течение 30 с для поддержания гидрофилики.
    4. Настройка системы шприца. Загрузите два шприца медленно с ростом средств массовой информации и два других шприцев с желаемым реагентом интереса (СМИ, сми с наркотиками и т.д.). Соедините каждый отдельный шприц к 50-сантиметровой трубе (0.020"x 0.060"OD) 23 G дозирующей иглой в одну полую стальную штифт. Вставьте полый стальной штифт на другом конце трубки.
    5. Прайм трубки и вставить стальной штифт в каждый чип PDMS через укупорки слоя. Заполните слой резервуара и промокните узор омрачаемого узором pdMS со средствами массовой информации. Слой резервуара работает как ловушка пузыря на чипе для предотвращения попадания пузырьков воздуха в микрофлюидную картину.
    6. Загрузите 1 мл шприца с культурой средств массовой информации. Подключите шприц к 5-сантиметровой трубке (0,020" х 0,060"OD) 23 G дозирующей иглой в одну полую стальную штифт. Вставьте полый стальной штифт в другой конец трубки и премьер трубки.
    7. Вставьте полый стальной штифт в центральное отверстие чипа, где чрезмерное носители могут быть извлечены из чипа позже во время процесса уплотнения чипа.
    8. Поскольку каждое устройство PDMS требует четырех шприцев объемом 10 мл, загруженных на шприц-насос, загрузите два шприца объемом 10 мл на чип в передсобой палубу. Поместите два других шприца в палубу шприца.
    9. Поместите чип непосредственно на верхней части газопроницаемых культурных мембран (с клетками, уже прилипаемыми к мембранам). Для того, чтобы избежать захвата микропузырей в микрофлюидной картины, распределять 1 мл предварительно разогретых и дегазированных средств массовой информации в 35 мм газпроницаемой культуры блюдо перед сборкой, а затем убедитесь, что чип приближается к жидкой поверхности с углом наклона 15 градусов.
    10. Зажимайте газпроницаемое блюдо культуры и колодец в газопроницаемом держателе блюда культуры для каждого чипа, с держателем чипа PDMS, толкающим устройство PDMS вниз.
    11. Лента лист герметика на верхней части устройства PDMS и зажим с держателем чипа PDMS для того, чтобы предотвратить чип от высыхания.
    12. Установите скорость потока носителей вокруг массива, чтобы быть 20 л/ч.
    13. Установите всю пластину в инкубатор на сцене на моторизованной стадии перевернутого микроскопа. Подключите систему газоснабжения к газовым каналам и поддавлением газопроницаемой культуры мембраны против установленного чипа PDMS для обеспечения герметизации устройства. Поддерживайте давление на уровне 0,2 пси (1,4 x 104 Па).
    14. Медленно извлекайте излишнюю среду в чипе, используя 1-мл шприц из центрального отверстия. Наблюдайте за чипом под микроскопом при извлечении носителей, а затем прекратите извлечение, когда чип запечатан. Чип уплотнения должно быть очевидным, поскольку часть клеток будет раздавлена микро-структур.
    15. Соедините блок датчика температуры инкубатора на сцене к 3-хорошей пластине и установите до 37 градусов по Цельсию.

4. Одноклеточная замедленной визуализации

  1. Настройка программного обеспечения для визуализации, используя перевернутый микроскоп, для приобретения изображений замедленного действия. Обратите внимание, что для эксперимента EA требуется перевернутый флуоресцентный микроскоп с полностью моторизованной стадией x-y, фокусной ручкой, затвором и фильтром кубиков.
  2. Настроите программное обеспечение для получения изображений по двум каналам при 10-кратным увеличением для каждого чипа с автоматическим сшиванием изображений после одного раунда автофокусировки. Имейте в виду, что системы автоматической коррекции, такие как Perfect Focus, не гарантируют удовлетворительное качество изображения. Более рекомендуется создавать индивидуальную поверхность фокусировки для долгосрочного приобретения изображения на основе автофокуса или ручного фокуса на чипе.
  3. Снимайте изображения каждый час и оставляйте эксперимент, работающий по временной шкале недель. Мониторинг качества изображения на ежедневной основе и обновления фокусной поверхности, если это необходимо.
  4. Подготовьте чип PDMS и газопроницаемую культурную тарелку для последующего иммунофлуоресцентного анализа, как описано ранее13.

5. Обработка и анализ изображений

  1. Постэкспериментальная обработка
    1. Преобразование изображений в формат TIFF для обработки изображений и измерений с использованием Фиджи/ImageJ.
    2. Сжимать файлы TIFF для удобства дальнейшей обработки изображений.
  2. Анализ Фиджи/ImageJ
    1. Для идентификации клеток выполните фоновое вычитание и анализ частиц для выявления флуоресцентных ярких пятен для обнаружения местоположения клеток и автоматического подсчета клеток.
    2. Используйте плагины (Ручное отслеживание, химиотаксис, инструмент миграции, Trackmate) для анализа подвижности и миграции клеток.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Проверка оптимального роста клеток на чипе
Основной целью экспериментальной платформы является воспроизводство ключевых компонентов и взаимодействий в сложной микросреде опухоли комплексным образом, но достаточно простым, чтобы обеспечить количественные, надежные и воспроизводимые данные. Эта цель может быть достигнута только в том случае, если мы полностью контролируем физические и биохимические факторы окружающей среды. Мы должны либо исключить нежелательные факторы,...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Традиционная клеточная культура была разработана почти сто лет назад и остается наиболее часто используемой доклинической моделью в биомедицинских исследованиях, несмотря на доказанную ограниченную способность предсказывать клинические результаты при раке17. Модели животных предлагают самую высокую физиологическую значимость и разумное генетическое сходство с людьми, но уже давно признаны, что имеют значительные ограничения в прогнозировании исходов человека18. Среди всех с...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Конфликта интересов не было заявлено.

Благодарности

Эта работа была поддержана NSF PHY-1659940.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
10 мл BD Шприцы с наконечником Luer-LokBD14-823-16E
Антибиотик-антимикотикSigma-AldrichA59551x анти-анти
AZ 300 MIFMerck KGaA18441123163проявитель фоторезиста
AZ1518Merck KGaAAZ1518Фоторезист
AZ4330Merck KGaAAZ4330Фоторезист
Cr Хромовый травительSigma-Aldrich651826
(FBS)Life Technologies Corporation10437028
Heidelberg DWL 66+ лазерный принтерHeidelberg InstrumentsDWL66+Пишущая фотомаска
Hexamethyldisilazan (HMDS)Sigma-Aldrich379212Для улучшения адгезии фоторезиста
Полые стальные штифтыНовинка Англия Маленькая ТрубкаNE-1300-01 . 025 OD .017 ID x .500 long / тип 304 WD fullhard
ibidi Система нагрева, многолуночные пластины, K-образная рама ibidi10929Инкубатор на сцене 
Дозирующая игла Luer-Lok 23 GMcMaster-Carr75165A684Для соединения шприцев и трубок
Чашка Lumox 35Sarstedt94.6077.331Газопроницаемая чашка для клеточных культур
Microposit Remover 1165Dow Electronic MaterialsMicroposit Remover 1165Фоторезист стриппер
Microseal B Adhesive Seal BBio-Rad LaboratoriesMSB1001Adhesive уплотнительное
кольцо (для герметизации пластин Lumox)McMaster-Carr9452K114Приборная панель No 27; 1-5/16" ID x 1-7/16" OD; Уплотнительное кольцо Duro 70
(для герметизации нижнего стекла окна)McMaster-Carr9452K74Приборная панель No 20; 7/8" ID x 1" OD; Duro 70
Система плазменной очистки/травления Plasma-PreenPlasmatic Systems, IncСистема кислородной плазмыPlasma-Preen
RPMI 1640Life Technologies Corporation11875-093
Samco RIE800iPB DRIESamcoRIE800iPBСистема глубокого реактивного ионного травления
Suss MA6 выравниватель маскиSUSS MicroTecMA6Выравниватель маски 
Силгард 184 Силиконовый эластомерFisher ScientificNC9285739PDMS эластомер
TePla M4L Плазменный травительPVA TePlaM4LПлазменный травитель
Trichloro-1H,1H,2H,2H-перфтороктилсилан (PFOTS)Sigma-Aldrich448931Для силанизации кремниевых пластин
микротрубка Tygon (0,020" x 0,060"OD)Cole-ParmerEW-06419-01Трубки для доставки медиа
Фетальная бычья сыворотка

Ссылки

  1. Meacham, C. E., Morrison, S. J. Tumour heterogeneity and cancer cell plasticity. Nature. 501 (7467), 328-337 (2013).
  2. Whiteside, T. L. The tumor microenvironment and its role in promoting tumor growth. Oncogene. 27 (45), 5904-5912 (2008).
  3. Lambert, G., et al. An analogy between the evolution of drug resistance in bacterial communities and malignant tissues. Nature Reviews Cancer. 11 (5), 375-382 (2011).
  4. Tannock, I. F., Lee, C. M., Tunggal, J. K., Cowan, D. S., Egorin, M. J. Limited penetration of anticancer drugs through tumor tissue: a potential cause of resistance of solid tumors to chemotherapy. Clinical Cancer Research. 8 (3), 878-884 (2002).
  5. Grantab, R. H., Tannock, I. F. Penetration of anticancer drugs through tumour tissue as a function of cellular packing density and interstitial fluid pressure and its modification by bortezomib. BMC Cancer. 12, 214(2012).
  6. Fu, F., Nowak, M. A., Bonhoeffer, S. Spatial Heterogeneity in Drug Concentrations Can Facilitate the Emergence of Resistance to Cancer Therapy. PLoS Computational Biology. 11 (3), e1004142(2015).
  7. Bogorad, M. I., et al. In vitro microvessel models. Lab on a Chip. 15 (22), 4242-4255 (2015).
  8. Caballero, D., et al. Organ-on-chip models of cancer metastasis for future personalized medicine: From chip to the patient. Biomaterials. 149, 98-115 (2017).
  9. Caballero, D., Blackburn, S. M., De Pablo, M., Samitier, J., Albertazzi, L. Tumour-vessel-on-a-chip models for drug delivery. Lab on a Chip. 17 (22), 3760-3771 (2017).
  10. Zhang, Q., et al. Acceleration of emergence of bacterial antibiotic resistance in connected microenvironments. Science. 333 (6050), 1764-1767 (2011).
  11. Wu, A., et al. Ancient hot and cold genes and chemotherapy resistance emergence. Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (33), 10467-10472 (2015).
  12. Lin, K. C., et al. Epithelial and mesenchymal prostate cancer cell population dynamics on a complex drug landscape. Convergent Science Physical Oncology. 3 (4), 045001(2017).
  13. Lin, K. C., et al. The role of heterogeneous environment and docetaxel gradient in the emergence of polyploid, mesenchymal and resistant prostate cancer cells. Clinical & Experimental Metastasis. 36 (2), 97-108 (2019).
  14. Roca, H., et al. Transcription factors OVOL1 and OVOL2 induce the mesenchymal to epithelial transition in human cancer. PloS One. 8 (10), e76773(2013).
  15. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  16. Tinevez, J. Y., et al. Trackmate: An open and extensible platform for single-particle tracking. Methods. 115, 80-90 (2017).
  17. Caballero, D., et al. Organ-on-chip models of cancer metastasis for future personalized medicine: From chip to the patient. Biomaterials. 149, 98-115 (2017).
  18. Akhtar, A. The flaws and human harms of animal experimentation. Cambridge Quarterly of Healthcare Ethics. 24 (4), 407-419 (2015).
  19. Sontheimer-Phelps, A., Hassell, B. A., Ingber, D. E. Modelling cancer in microfluidic human organs-on-chips. Nature Reviews Cancer. 19 (2), 65-81 (2019).
  20. Bogorad, M. I., DeStefano, J., Karlsson, J., Wong, A. D., Gerecht, S., Searson, P. C. Review: in vitro microvessel models. Lab on a Chip. 15, 4242-4255 (2015).
  21. Zañudo, J. G. T., et al. Towards control of cellular decision-making networks in the epithelial-to-mesenchymal transition. Physical Biology. 16 (3), 031002(2019).
  22. Morris, R. J., et al. Bacterial population solitary waves can defeat rings of funnels. New Journal of Physics. 19 (3), 035002(2017).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Микрофлюидная модель «рак на чипе»генерация градиента лекарственного препаратавизуализация в реальном временианализ миграции клетокотслеживание популяционной динамикигазопроницаемая культурагерметизация чипа из ПДМСметод герметизации под давлениемдолгосрочный эксперимент
Поколение гетерогенных градиентов наркотиков по всей популяции рака на микрофлюидной эволюции ускоритель для наблюдения в режиме реального времени
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.