Xenografting первичных раковых заболеваний пациента или раковых клеток человека линий в модель организмов является широко используемым методом для изучения прогрессирования опухоли и поведения in vivo, реакция опухоли на лечение наркотиков, и взаимодействие раковых клеток с микросредой, среди других. Традиционно, клетки ксенопригватом в иммунно-компрометированных мышей, и это остается стандартом в этой области. Тем не менее, эта модельная система имеет ряд ограничений, таких как высокая стоимость, низкие цифры репликации, трудности в точной количественной опухолевой нагрузки in vivo, и длительное время, которое требуется для опухолей, чтобы привить и тестирование на наркотики, которые должны быть завершены. В последние годы, зебравый стали альтернативной модели ксенотрансплантата, с первым сообщается в 2005 году, с зеленым флуоресцентным белком (GFP) помечены человеческой меланомы клеточных линий пересажены в бластулы стадии эмбрионов1,2. Совсем недавно, 2 дня после оплодотворения (dpf) личинки зебры были использованы в качестве получателей ксенотрансплантата, чтобы обеспечить контроль анатомического расположения инъекций и для использования в высоком разрешении in vivo изображений взаимодействия опухоли с окружающей микросредой3,4.
Зебрафиш предлагает много преимуществ в качестве модели ксенотрансплантата. Во-первых, взрослых зебры можно разместить и быстро разводить в больших количествах по относительно низкой цене. Каждая пара взрослых зебр ы может производить сотни личинок рыбы в неделю. Из-за их небольшого размера, эти личинки зебры могут быть сохранены в 96-колодцев для высокой пропускной связи наркотиков скрининга. Larvae не должны быть поданы в ходе типичного эксперимента ксенотрансплантата, так как их желток-мешок обеспечивает питательные вещества для поддержания их в течение первой недели жизни. Кроме того, зебрафиш не имеют полностью функциональной иммунной системы до 7 dpf, а это означает, что они не требуют облучения или иммуносупрессивных схем до инъекции ксенотрансплантата. Наконец, оптически четкие линии зебры позволяют с высоким разрешением изображения опухолево-микроэкологических взаимодействий.
Возможно, наиболее перспективным применением зебры в качестве модели ксенотрансплантата является способность выполнять высокопроизводительный скрининг наркотиков на образцах рака человека таким образом, что это невозможно с помощью любого другого модельного организма. Larvae поглощают наркотики из воды через кожу, повышая легкость введения препарата5. Поскольку животные поддерживаются в 96-колодцах, как правило, в 100-300 л воды, экраны требуют меньших количеств наркотиков по сравнению с мышами. В настоящее время существует несколько различных методов стандартизации и количественной оценки влияния препаратов на бремя опухолей человека у зебры, некоторые из которых являются более практичными, чем другие, для масштабирования одного тестирования на наркотики для скрининга с высокой пропускной стоимостью. Например, некоторые группы разъединяют рыбу на одноклеточные суспензии и количественно флуоресцентно помечены или окрашенные опухолевые клетки путем визуализации отдельных капель подвески и количественной флуоресценции с помощью полуавтоматическогоМакро-4ImageJ . Полуавтоматический метод визуализации цельноликов был разработан, в котором личиночные рыбы были зафиксированы в 96-колодцах пластин и изображены с помощью перевернутого флуоресцентного микроскопа перед перегруппировкой композитных изображений и количественной оценкой очагов опухолевых клеток6. Оба эти анализы являются довольно трудоемкими методами количественной оценки, которая сделала действительно высокой пропускной способ скрининга наркотиков в модели ксенотрансплантата зебра непрактично.
Этот вопрос был решен в результате разработки Vertebrate Автоматизированная технология скрининга (VAST) Bioimager и большой частицы (LP) Sampler, флуоресценция микроскоп оборудованный блок визуализации и автоматизированный блок сэмплер (Рисунок 1 и таблица материалов), который является действительно автоматизированным методом для высокой пропускной записи личинки зебры7,8,9. С помощью этого устройства, рыбы под анестетом, взяты автоматически из 96-колодец пластины, расположенные в капилляре и вращается в набор ориентации на основе заданных предпочтений пользователя, изображения, а затем либо помещены обратно в тот же колодец нового 96-ну пластины для дальнейших исследований или отбрасываются. Сочетание этой технологии визуализации с зебрафиш ксенотрансплантатов может позволить возможность персонализированной медицины, которая использует высокой пропускной связи скрининга наркотиков крупных библиотек соединения наркотиков против отдельных опухолей пациента. Кенотранспланты зебрафиш также предлагают крупномасштабный и недорогой метод для проверки токсичности и эффективности новых соединений in vivo. Зебрафиш может быть использован в качестве предварительного шага скрининга, прежде чем приступить к мыши ксенотрансплантат модели.
Мы разработали обтекаемый рабочий процесс для ксенотрансплантации первичных клеток лейкемии пациента в зебрафиш и выполнения высокой пропускной записи наркотиков экраны с автоматизированной визуализации и количественной оценки, которые могут быть применены к любой другой первичной опухолевых клеток пациента или раковой линии клеток. Этот рабочий процесс использовал флуоресцентный микроскоп оборудованный блок визуализации и автоматизированный блок сэмплердля для улучшения текущих методов стандартизации и количественной оценки и предлагает автоматизированную альтернативу предыдущим, более трудоемким методам количественной оценки опухолевой массы in vivo.