-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

RU

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
<<<<<<< HEAD
K12 Schools
Biopharma
=======
K12 Schools
>>>>>>> dee1fd4 (fixed header link)

Language

ru_RU

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Cancer Research
Создание и обслуживание живого биобанка - Как мы это делаем

Research Article

Создание и обслуживание живого биобанка - Как мы это делаем

DOI: 10.3791/62065

April 10, 2021

Florian Bürtin1, Stephanie Matschos2, Friedrich Prall3, Christina S. Mullins2, Mathias Krohn2, Michael Linnebacher2

1Department of General, Visceral, Vascular and Transplantation Surgery,University Medical Center Rostock, University of Rostock, 2Molecular Oncology and Immunotherapy, Department of General, Visceral, Vascular and Transplantation Surgery,University Medical Center Rostock, 3Institute of Pathology,University Medical Center Rostock

Cite Watch Download PDF Download Material list
AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

In This Article

Summary Abstract Introduction Protocol Representative Results Discussion Disclosures Acknowledgements Materials References Reprints and Permissions

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Retraction Notice

The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice

Summary

В следующей работе мы описываем последовательные шаги, необходимые для создания большого биобанка колоректального и поджелудочного рака.

Abstract

В свете растущих знаний о межиндийных свойствах и неоднородности раковых заболеваний, формирующаяся область персонализированной медицины требует платформы для доклиникологических исследований. За последние годы мы создали биобанк колорект колоректального и поджелудочного рака, состоящий из первичной опухолевой ткани, нормальной ткани, сыворотки, изолированных периферических лимфоцитов крови (PBL), ксенотрансплантатов пациентов (PDX), а также первичных и вторичных линий раковых клеток. Поскольку первоначальная опухолевая ткань ограничена, а скорость установления первичных линий раковых клеток по-прежнему относительно низка, PDX позволяет не только сохранить и продлить биобанк, но и генерацию вторичных линий раковых клеток. Кроме того, было доказано, что модели PDX являются идеальной моделью in vivo для доклинкического тестирования на наркотики. Тем не менее, биобанкинг требует тщательной подготовки, строгих руководящих принципов и хорошо настроенной инфраструктуры. Colectomy, duodenopancreatectomy или resected образцы метастазов собираются сразу после ресекции и передаются в отделение патологии. Уважая приоритет беспристрастного гистопатологического отчета, по усмотрению лечащий патологоанатом, который проводит вскрытия, собирают мелкие опухолевые кусочки и неохуморную ткань.

Некротические части отбрасываются, а оставшаяся опухолевая ткань разрезается на мелкие, идентичные кубики и криоконсервирована для более длительного использования. Кроме того, небольшая часть опухоли фарш и напряженной для первичной культуры раковых клеток. Кроме того, образцы крови, взятые у пациента до и послеоперационно, обрабатываются для получения сыворотки и ПБЛ. Для PDX engraftment криоконсервированные образцы размораживаются и имплантируются подкожно в фланги иммунодефицитных мышей. В результате PDX тесно повторить гистологии "донорских" опухолей и может быть использован для последующего ксенотрансплантации или криоконсервированных для последующего использования. В следующей работе мы описываем индивидуальные этапы создания, обслуживания и администрирования большого биобанка колоректального и поджелудочного рака. Кроме того, мы подчеркиваем важные детали и предостережения, связанные с биобанкингом.

Introduction

В последние годы накопленные знания о морфологических, клинических и генетических свойствах рака привели к зачатию рака как неоднородного, индивидуального заболевания. Следовательно, мутационная характеристика неоплазм, помимо клинических и патологических особенностей, приобрела важное значение для принятия клинических решений, и многие целевые методы лечения были разработаны для различных молекулярных изменений. Например, эффективность cetuximab в лечении колоректального рака можно предсказать путем анализа KRAS и PIK3CA мутационного статуса1. Точность медицины направлена на индивидуальный подход, чтобы обеспечить самый высокий ответ лечения в каждом пациенте и избежать токсичности неэффективной терапии2. Биобанки содержат ткани, кровь и другие биологические материалы онкологических больных, которые связаны с клиническими данными, и, таким образом, являются отличным инструментом для трансляционных исследований рака. Из-за большого количества клинических образцов, биобанки позволяют обнаруживать редкие, но потенциально наркотические мутации, что предоставляет новые возможности лечения для отдельного пациента3.

Чтобы охватить как можно более широкий спектр онкологических исследований, мы не сдерживали нашу активность только по сбору образцов, а сосредоточились на создании линий раковых клеток, полученных пациентом, и ксенотрансплантатов (PDX). Традиционные 2D клеточные линии остаются угловым камнем исследований in vitro и являются главным выбором для крупномасштабныхскринингов наркотиков 4,5. Кроме того, анализ клеточной линии часто проще, дешевле и доступнее. Дополнительно, в виду того что пациент-производные периферические лимфоциты крови (PBL) имеющиеся, также иммунология тумора можно изучить in vitro6. Тем не менее, большинство недавно разработанных препаратов с перспективными доклинической эффективностью в клеточной основе in vitro или in vivo эксперименты, показали неутешительные результаты в клиническихиспытаниях 7. В отличие от этого, доклинические исследования, основанные на PDX in vivo исследования отражают клиническую активность антинеопластических агентов гораздо более точно8. Поскольку ткань PDX тесно отражает гистологические и молекулярные свойства донорской опухоли, модели PDX являются хорошим способом распространения часто очень ограниченного количества жизнеспособных опухолевых тканей для поддержания целостности биобанка и обеспечения обмена образцами между исследовательскими группами и учреждениями. Кроме того, линии раковых клеток, полученные из ткани PDX могут быть установлены значительно проще, чем первичные линии раковыхклеток 9. В последние годы наша рабочая группа создала всеобъемлющий комплексный биобанк колоректального и поджелудочного рака путем пошаговой стандартизации и оптимизации рабочего потока для всех биологических образцов, о которомидет речь (рисунок 1).

Figure 1
Рисунок 1: Рабочий процесс и организация биобанка Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Protocol

Следующее исследование было одобрено институциональным советом по обзору Университетского медицинского центра Росток (II HV 43/2004, A 45/2007, A 2018-0054, A 2019-0187 и A 2019-0222). Кроме того, все ветеринарные соответствующие процедуры были утверждены Landesamt f'р Landwirtschaft, Lebensmittelsicherheit und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern под регистрационными номерами LALLF M-V/TSD/ 7221.3-2-020/17 и 7221.3-1-007/19.

1. Экспериментальные предпосылки

  1. Выполнить несколько важных рамочных условий для создания и поддержания биобанка.
    1. Используйте клинику с хирургическим отделением и достаточным количеством онкологических ресекций вместе с хорошо оборудованной лабораторией и достаточным академическим персоналом. Хорошей инфраструктурой и твердой связью с сотрудничающим патологическим отделением являются дополнительные предпосылки.
    2. Для исследований in vivo используйте животное учреждение с жилищными условиями, подходящими для иммунодефицитных мышей.
    3. Получить разрешение на любое исследование материалов, полученных от пациентов, в комитете по этике здравоохранения. Получить одобрение на любые исследования in vivo от компетентного органа в соответствии с местными нормативными актами.

2. Сбор образцов

  1. За день до операции
    1. Оцените всех пациентов с ресектаблным колоректальным или поджелудочной раком и/или соответствующими метастазами для биобанкинга. Избегайте включения случаев с неоадъювантной предварительной обработки, очень маленькие опухоли, опухоли неопределенного достоинства или поражения, которые были частично resected эндоскопически раньше.
    2. Получить письменное одобрение участия пациента во время информированного обсуждения согласия о хирургической процедуре. Своевременно информируют всех задействованных хирургов, лабораторную команду, а также патологоанатома.
  2. Приобретение образцов
    1. Сообщите всем обслуживающему персоналу в отделении (OR) о сборе тканей для биобанка непосредственно перед началом хирургической процедуры.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Очень важно, чтобы ткань не должна быть зафиксирована в формалине. Если ткань погружена в формалин, она становится непригодной для комплексного биобанкинга.
    2. Нарисуйте 40 мл гепаринизированной крови (2 х 20 мл шприца), а также стандартную трубку сыворотки 7,5 мл сразу после анестезии индукции и быстро перенесите в лабораторию для изоляции PBL и обработки сыворотки (см. шаг 3-4).
    3. Получить ресектированную образец непосредственно с операционного стола, поместить его в соответствующий контейнер и отвезти в патологическое отделение. Запишите временную точку отрыва от кровообращения, ресекции и прибытия при патологии.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Пригодность образца для био-банкинга должна быть оценена сотрудничающий патологоанатом, который вскрывает кусок опухоли и не злокачественных тканей. Не акцизных каких-либо частей образца самостоятельно, которые могут поставить под угрозу последующего патологического доклада.
    4. Поместите обе части ткани в отдельную полипропилевую трубку объемом от 15 до 50 мл с раствором для хранения тканей 10-30 мл (или DPBS) на льду. Запишите время получения и немедленно перенесите образцы в лабораторию.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Следующие этапы протокола 3-6 должны проводиться в шкафу ламинарного потока в строгих стерильных условиях. Используйте все жидкости при комнатной температуре.

3. Обработка сыворотки

  1. Центрифуга 7,5 мл сывороточной трубки при 1128 х г и 4 градусов по Цельсию в течение 15 мин в предварительно охлажденой центрифуге.
  2. Aliquot 1 мл сыворотки на трубку в предварительно помеченных криотрубок и заморозить в жидком азоте.

4. Изоляция PBL по плотности градиентной центрифугации

ПРИМЕЧАНИЕ: Работа параллельно с каждым из двух шприцев 20 мл.

  1. Заполните 20 мл гепаринизированной крови в полипропиленую трубку 50 мл и добавьте 15 мл DPBS.
  2. Возьмите 15 мл Pancoll с серологическим пипеткой, вставьте пипетку тщательно всю дорогу до нижней части полипропилена трубки и отпустите Pancoll очень медленно, чтобы сформировать слой под кровью / DBPS колонке.
  3. Центрифуга при 375 x g в течение 15 мин без тормоза.
  4. Аспирировать и передавать непрозрачный межфазный слой между средней и верхней колонкой обоих образцов в свежую 50 мл полипропиленовой трубки и заполнить DPBS до 50 мл.
  5. Центрифуга при 270 x g в течение 15 мин с тормозом.
  6. Аспират и отбросить супернатант, повторно поместью клеточной гранулы в 4,5 мл морозильной камеры среды.
  7. Aliquot 1,5 мл подвески на криотруб, плотно закрыть трубки и поместить их в замораживающий контейнер подходит для медленного замораживания и хранить при -80 градусов по Цельсию.

5. Обработка тканей

ПРИМЕЧАНИЕ: Начните с генерации оснастки замороженных образцов опухоли и здоровой ткани для поддержания целостности нуклеиновых кислот.

  1. Образец опухолевой ткани
    1. Перенесите образец опухоли с помощью нескольких мл раствора хранения тканей из полипропилевой трубки в чашку Петри. При необходимости промыть DPBS. Избегайте прикосновения к образцу и используйте два стерильных скальпеля для обработки ткани. Избегайте высыхания в любое время.
    2. Взвесьте образец опухоли в удобном масштабе в отдельной тарелке и обратите внимание на вес ткани.
    3. Оцените размер, форму и качество тканей опухолевой ткани перед резки. Цель получить по крайней мере один кусок размером с булавочную головку для замораживания оснастки и четыре куба приблизительно 30 мм3 (длина края 3 х 3x 3 мм) каждый для жизненно важного криоконсервации. Создать как можно больше 30 мм3-кубов в четыре раза, как это возможно, и генерировать один кусок для оснастки замораживания на 5 четверных. Также примите во внимание, что некротические части должны быть отрезаны так, чтобы кубики состояли только из жизненно важных тканей.
    4. Создать ломтики толщиной 3 мм. Отрежьте некротические части, различимые как гелеобразная или жидкая масса, и нарежьте ломтики кубиками двух желаемых размеров.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не отбрасывайте ткани на данный момент.
    5. Snap замораживания
      1. Этикетка криотрубов соответственно (см. шаг 7.7).
      2. Поместите один маленький кусок ткани на предварительно помеченную криотрубу. Погрузив образцы сразу в жидкий азот в течение нескольких минут и хранить при -80 градусов по Цельсию впоследствии.
    6. Криоконсервация жизненно важных тканей
      1. Этикетка криотрубы соответственно (см. шаг 7.7) и заполнить каждый с 1,5 мл морозильной камеры среды. Поместите замораживающий контейнер рядом со скамейкой.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Следуйте следующим шагам как можно быстрее. Поскольку DMSO в морозильной камере имеет цитотоксические свойства, время погружения ткани в морозильную камеру среды без надлежащего охлаждения не должно превышать 2 минут.
      2. Упорядочить 30 мм3 куба в четыре раза. Бросьте некротические ткани и другие остатки к краю блюда, но не отбрасывайте их.
      3. Scoop кубов с лезвием скальпеля и передачи 4 кубиков на криотрубь. Убедитесь, что опухолевые части полностью погружены в морозильную камеру среды. Закройте трубки плотно и поместите их в морозильную камеру, подходящую для медленного замораживания, и храните в морозильной камере .80 градусов по Цельсию.
      4. Передача криотрубов в подходящую систему хранения для длительного хранения при -140 градусов по Цельсию или ниже. Документация в системе управления лабораторными запасами является обязательной.
  2. Здоровый образец ткани: Повторите шаги 5.1.1. до 5.1.6.4 для образца здоровых тканей.

6. Культура первичных клеток

  1. Распад остатков опухолевой ткани, в том числе некротического лома, в чашке Петри скальпелями на куски как можно меньше.
  2. Поместите стерильный клеточный ситечко (размер 100 мкм поры) поверх полипропиленной трубки 50 мл.
  3. Используйте серологическую пипету, чтобы добавить 5-10 мл DPBS в чашку Петри, плавать остатки ткани и пипетки вверх и вниз, чтобы генерировать подвеску.
  4. Перенесите подвеску с пипеткой на клеточный ситечко.
  5. Повторите шаги 6.3-6.4 до тех пор, пока все остатки ткани не будут решены из чашки Петри.
  6. Используйте поршень из 20 мл в одну сторону шприц, чтобы сжать клетки и ткани подвески через клетки ситечко.
  7. Промыть 5-10 мл свежего DPBS, отбросить клеточный ситечко и закрыть трубку должным образом.
  8. Центрифуга подвески на 180 х г в течение 5-10 минут.
  9. Подготовка коллагена-I precoated 6 хорошо пластины с 1,5 мл среднего на колодец.
  10. Аспирировать и отказаться от супернатанта. Переусердуйте гранулы в 3 мл DPBS или среднего и добавьте 500 мл подвески к каждой хорошо. Поместите пластину в инкубатор (100% влажность, 5% CO2, 37 градусов по Цельсию)
  11. Мониторинг пластины ежедневно для роста клеток и загрязнения.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Дальнейшее культивирование клеток до момента создания постоянной клеточной линии здесь не описано.

7. Поколение PDX

  1. Проводитьэксперименты i n vivo только соответствующими квалифицированными лицами, соответствующими требованиям компетентного органа вашей юрисдикции.
  2. Дом иммунодефицитных мышей в условиях, свободных от специфических патогенов (SPF), удовлетворяющих требованиям используемого штамма мыши. Гигиенические меры включают индивидуально проветриваемые клетки, автоклавную пищу, воду и вложенный материал, а также замок безопасности воздуха и ношение личного защитного оборудования.
  3. Автоклав все инструменты заранее и использовать только один набор инструментов для каждого случая опухоли, чтобы избежать перекрестного загрязнения. Обработать опухолевые ткани как можно более асептические. Все пластиковые предметы, названные ниже, должны быть стерильными, одноразовыми и отбрасываются после каждой операции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Определяется методом замораживания четырех частей опухолевых тканей на криотрубку, поколение PDX требует всегда двух мышей на образец, в идеале в результате чего четыре опухоли PDX.
  4. Выбрать желаемую первичную опухоль для присытения через лабораторную систему управления запасами и перенести образец (жизненно сохранившуюся опухолевую ткань) из основного резервуара для хранения в переносной контейнер с жидким азотом (также удобно хранение при -80 градусов по Цельсию на сухом льду).
  5. Натейте средства индивидуальной защиты перед входом в SPF-секцию (скрабы, засорения, фартук, крышка для волос, хирургическая маска и оковы), дезинфицировать руки и все оборудование.
  6. Матригель замачивания
    1. Удалите криотрубки из контейнера с жидким азотом и ожидая оттаивания образца.
    2. Этикетка 50 мл полипропиленовой трубки и заполнить 35 мл DPBS.
    3. Наклоните криотруб вверх и вниз и немедленно перенесите содержимое в полипропиленовую трубку, как только ткань-средняя слякоть может быть сдвинута. Аккуратно промойте кусочки опухолевой ткани, выбросьте основной объем из трубки в отдельный сосуд, закройте крышку и положите трубку вверх-вниз, чтобы четыре части ткани собрались в крышке.
    4. Положите чашку Петри на охлаждающий аккумулятор и поместите 100 МКЛ Matrigel в качестве одной капли в середину. Используйте анатомические типсы для переноса опухолевых частей в Matrigel. Убедитесь, что каждая часть полностью покрыта Matrigel. Инкубировать в течение 10 минут при 4 градусах Цельсия.
  7. Мышь анестезии (2 мышей на образец, работа параллельно)
    1. Приготовьте 3:1- запас кетамина (100 мг/мл) и ксилазина (20 мг/мл) обезболивающего раствора. Рекомендуемая доза составляет 90/6 мг/кг массы тела.
    2. Взвесить мышь и составить необходимый анестетический раствор в одноразовый инсулиновый шприц.
    3. Поместите мышь на сетку клетки, потяните хвост осторожно одной рукой, чтобы вызвать движение вперед и одновременно краба шею с щепоткой сцепление другой стороны. Поднимите мышь сетки и поверните держась за руку, так что спина животного лежит на ладони. Обездвижить одну из задних ног с мизинец и вводить наркотики intraperitoneally. Положите мышь обратно в клетку и ждать наркотической индукции.
    4. Поместите анестезированую мышь на нагревательной пластине и накройте глаза мази, чтобы избежать вреда роговицы. Оценивает глубину анестезии, аккуратно прищипая заднюю ногу мыши хирургическими щипсями.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Отсутствие движения указывает на глубокий наркоз. Любое движение либо требует больше времени для достижения желаемой наркотической глубины или дополнительной дозы анестезии.
  8. Хирургическая процедура
    1. Сформив складку кожи, ущипнув шею мыши и впрысните микрочип подкожно с аппликатором (см. шаг 9 для деталей программирования)
    2. При необходимости бритье флангов мыши (мышей NMRInu/nu не требуют бритья), нанесите пувидоне-йод ватным тампоном и используйте хирургическую драпировку для создания стерильного поля.
    3. Поднимите кожу фланга хирургическими типсами, сделайте небольшой разрез около 4 мм и сформив небольшой подкожный карман тупым препаратом ножницами.
    4. Положите один кусок опухоли в каждый карман и поместите его на задней части.
    5. Затмите конец наконечника пипетки на 100 йл и аспирировать оставшийся Матригель из чашки Петри и нанесите его поровну в каждый карман кожи.
    6. Закройте раны простыми прерванными швами и нанесите спрей-повязку.
  9. Сканирование микрочипа и проверка достоверности мыши и опухоли-ID.
  10. Приготовьте новую клетку со свежими постельными принадлежностями и вложенным материалом, а также грызут палку. Сложите «подушку» из бумажных полотенец и положите мышь с поднятой головой под инфракрасную тепловую лампу.
  11. Смешайте 0,25 мл триметоприма/сульфаметоксазола (400 мг/80 мг) со 100 мл питьевой воды и ввилите через питьевую бутылку. Учти, что одна мышь потребляет около 150 мл на кг массы тела в день.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку подкожная PDX-модель не связана с послеоперационной болью, ни во время процесса заживления ран, ни во время роста опухоли послеоперационная анальгезия не требуется. Пожалуйста, обратите внимание, что руководящие принципы защиты животных вашего учреждения / органа могут отличаться.
  12. Мониторинг экспериментальных животных
    1. Мониторинг мышей ежедневно для признаков бедствия. Это может быть делегировано квалифицированным смотрителям животных.
    2. Следите за послеоперационным лечением антибиотиками с вышеупомянутой дозировкой в течение 4 недель. Замените смесь антибиотиков два раза в неделю.
    3. Измерьте размер опухоли по крайней мере один раз в неделю, в идеале ежедневно, с помощью калипера (объем опухоли 0,52 х длина х ширинах высота 3мм) и запись в базе данных.

8. Сбор и переработка PDX

  1. Урожай и процесс опухоли PDX, когда:
    Размер опухоли достигает целевого объема 1,500 мм3.
    Опухоль подшипник животных показывает признаки бедствия и / или болезни и лечение бесполезно.
    Опухоль становится язвенной или проникает в кожу мыши.
  2. Прочитайте микрочип, чтобы определить правильный PDX.
  3. Усыпляйте мышь законным методом (в зависимости от национальных руководящих принципов), как, например, CO2 -астиксацияили инъекция кетамина/ксилазина с последующим вывихом шейки матки.
  4. Поднимите кожу хирургическими типсами на флангах и наклоняй ножницами Метценбаума в нескольких миллиметрах от опухоли.
  5. Отсоедините кожу над опухолью тупым препаратом, затем аккуратно схватите опухоль анатомическими типсами и отсоедините опухоль от поверхностной фасции тела.
  6. Промыть опухоль DPBS, положить его в чашку Петри и удалить соседние соединительной ткани.
  7. На этом этапе выполните одно из следующих:
    1. Вырезать 30 мм3 кубов и создать новый PDX (Продолжить с протоколом в точке 7.7.4).
    2. Разрежьте опухоль на кусочки, которые затем передаются в гистологические кассеты и сохраняются в 4% формальдегиде для более поздней встраивания парафина.
    3. Сохранить опухоль в трубке с раствором хранения тканей, чтобы добавить его в биобанк (Продолжить с протоколом на этапе 3.) и / или создать PDX-производных клеточных линий (Продолжить с протоколом на этапе 4.)

9. Биобанк и управление данными

  1. Назначить внутренний идентификатор для каждого случая опухоли в соответствии с таблицей 1.
Расположение/название лаборатории рак лица последовательное число случаев спецификация последовательное число
Секоректальный _Met Метастазы
Пяреатико _Tu Опухоль
Пример: HROC389_Met2 Росток, колоректальный рак, случай 389, второй метастаз

Таблица 1: Определение идентификатора образца.

  1. Храните согласие пациента в электронной и бумажной форме вместе с опухолевым идентификатором.
  2. Соберите как можно больше клинических данных и храните их анонимно и отдельно.
  3. Используйте программное обеспечение для управления данными (например, Freezerworks) или другое и создайте интерфейс с программным обеспечением для печати этикеток для создания устойчивых к температуре, самоклеящихся меток штрих-кода.
  4. Добавьте новый образец, открыв программное обеспечение для управления данными, определите тип образца и заведите следующую информацию: идентификатор опухоли, тип ткани, метод замораживания, дата, ответственный сотрудник, номер прохода, идентификатор мыши и штамм мыши.
  5. Присвоить образцы определенным позициям в резервуаре для хранения.
  6. Отслеживание и мониторинг PDX (применяется к шагу 7-8)
    1. Используйте базу данных MS Access (или аналогичную систему) на портативном устройстве с поддержкой Bluetooth (ноутбук или планшет) для записи идентификатора опухоли, даты имплантации, даты эвтаназии, возраста мыши и деформации, а также роста опухоли с течением времени.
    2. Подключите считыватель микрочипов к устройству и зачитайте микрочип перед имплантацией.
    3. Назначьте определенный идентификатор каждой мыши; мы используем следующую схему: (см. таблицу 2 ниже)
    4. После имплантации замистив идентификатор вместе с характеристиками мыши в базе данных.
    5. Перечитайте микрочип и проверьте, соответствуют ли спецификации микрочипа, базы данных и этикетки криотруба.
    6. Создайте метку для каждой клетки мыши соответственно.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы создать физическое резервное время, придерживаться криотруб этикетки с соответствующими этикетками микрочипа в буклет и отметить дату и мыши деформации.
    7. Чтобы контролировать рост опухоли отдельных PDX, сканировать микрочип мыши с считывателем подключен к устройству базы данных для идентификации и записи размера опухоли измеряется калипером каждую неделю.
    8. Запланируйте идеальную точку времени сбора PDX, проанализировав кривую роста опухоли.
Опухоль-ID Предварительное хранение в N2 (Зф) Номер прохода (ЗТ) последовательный номер мыши (ЗМ)
Пример: HROP12 fT0 M1 - Росток, рак поджелудочной железы, случай 12, генерируемый из замороженных первичных тканей, первый проход, мышь 1.

Таблица 2: Определение идентификатора PDX.

Representative Results

В наших руках, создание ставка первичных клеточных культур(рисунок 2A и B) составил 12,9% в большойсерии 9. Большинство попыток изолировать расширяемые опухолевые клетки от свежих хирургических ресектируемых образцов потерпели неудачу из-за отсутствия нарой или раннего загрязнения. Установка линии клетки была рассмотрена успешно после 3 проходов с устоичивым ростом под стандартными условиями культуры (DMEM, 10% FCS, стандартное сосуд культуры) и проверка эпителиальной дифференциации через FACS-анализ10. Клеточные линии, полученные из опухолей PDX (Рисунок 2C и D) показали более высокий уровень создания 23,6%, что также связано с возможностью повторяющихся попыток в отличие от первичных ресектных опухолей9. Тем не менее, некоторые смешанныекультуры (рисунок 2E) не могут быть освобождены от фибробластического роста или даже теряются из-за фибробластического разрастание (Рисунок 2F).

Figure 2
Рисунок 2: Культура клеток. Первичные линии раковых клеток, полученные из метастазов рака толстой кишки случае HROC313, проход 21 (A) и рак поджелудочной железы случае HROP88, проход 5 (B). PDX полученных раковых клеток линий толстой кишки PDX HROC285 T0 M2 (D) и поджелудочной железы PDX HROP10 T5 M2, проход 4 (E). Смешанная культура фибробластов и раковых клеток от рака поджелудочной железы HROP75, прохождение 8 (C) и фибробластический разрастание (F). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Учитывая изменения в протоколе генерации PDX, используемые штаммы мыши, а также экспериментаторы в течение нескольких лет, а также большие различия в количестве опухолевых тканей, доступных для присвещания, это не тривиально, чтобы дать общий показатель успеха pdX поколения. В недавней серии экспериментов поколения PDX, выполненных двумя исследователями (S.M. и F.B.), наблюдались первичные показатели роста 63% для колоректального PDX (образцовая гистология может быть изображена на рисунке 3A)и 48% для поджелудочной железы PDX (рисунок 3B). Нароение мурина или человеческих лимфом в месте имплантации является относительно редким, но может имитировать успешный результат PDX(рисунок 3C). Помимо гистопатологического обследования, согласие между моделями PDX и их пациентами-донорами регулярно подтверждалась коротким тандемным повторным (STR) анализом(рисунок 3D). По сей день биобанк включает в себя >50 первичных и >50 вторичных колоректальных, 3 первичных и 6 вторичных линий раковых клеток поджелудочной железы, а также >150 колоректальных и 19 моделей поджелудочной железы PDX.

Figure 3
Рисунок 3: Представитель гистологического сравнения колоректального (А) и поджелудочной железы PDX (B). Лимфома человека в месте имплантации имитирует нароение PDX (C). Генетическое тестирование личности модели PDX (HROC430 T1 M2) на исходную опухолевую ткань пациента (HROC430Tu) путем короткого тандемного повторного (STR) анализа. Сравнение девяти STR локусов, vWA, THO1, TPOX, CSF1 PO (краситель FAM) и D5S818, D13S317, D7S820, D16S539 (HEX краситель) с использованием мультиплекса PCR с флуоресцентными маркировкой грунтовки после капиллярного электрофореза подтвердил генетическое согласие PDX и донора (D). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Discussion

никакой.

Disclosures

В следующей работе мы описываем последовательные шаги, необходимые для создания большого биобанка колоректального и поджелудочного рака.

Acknowledgements

Мы любезно признаем Дженни Burmeister, наш графический помощник, для записи и редактирования видео. Кроме того, мы благодарим наших коллег из хирургического и патологического отделения за многолетний сотрудничество. Мы также хотели бы поблагодарить Маркуса Мюллера, менеджера по производству ИТ-центра и медиа-центра Ростокского университета, за поставку оборудования для аудиозаписи и уточнение качества звука.

ФИНАНСИРОВАНИЕ: Немецкий фонд помощи раку (DKH e.V.), номер дара 108446, и номер дара TBI-V-1-241-VBW-084 от положения Mecklenburg-Vorpommern отчасти профинансировали это исследование.

Materials

среда криопробина Фильтрующий наконечник для инкубатор нагревательная пластина для ---heating образец
Бациллол&рег; АФ; 1лBode, HartmannREF 973380дезинфекция
ПП центрифуга пробирка, 15 мл; стерильнаяGreiner Bio OneGBO Cat. No:188271центрифужная пробирка
ПП центрифуга пробирка, 50 мл, стерильнаяSarstedtНомер заказа: 62.547.254центрифуга пробирка
BD DiscarditTM II Шприц 20млBDREF 300296сбор крови
Сыворотка 7,5мл Sarstedt MonovetteSarstedtНомер позиции: 01.1601
серологическая пипетка для сбора крови 10млSarstedtREF 86.1254.001перекачка жидкости
Pipetboy ratiolab® accupettaRatiolabНомер позиции: RL3200300жидкость перекачка
PIPETBOY acu 2Integra BiosciencesVWR Cat.No: 613-4438перекачка жидкости
DPBS; без Ca & MgPan BiotechCat. No.: P04-36500мойка
Pancoll humanPan BiotechCat. No: P04-60500центрифугирование с градиентом плотности
DMEM/F12 (Dulbecco' s Модифицированный Eagle Medium)PAN BiotechCat. No: P04-41500культивирование клеток
FBS Good Forte (фильтрованная сыворотка крупного рогатого скота)PAN BiotechCat. No: P40-47500культивирование клеток
L-глютамин 200mMPAN BiotechCat. No: P04-80100культивирование клеток
Trypsin / EDTAPAN BiotechCat. No.: P10-023100культивирование клеток
DMSO (диметилсульфоксид для клеточной культуры)PanReac AppliChemVWR Cat.No: A3672.0250для заморозки клеток
(FCS с 10% ДМСО)самоизделная---для заморозки клеток
- CryoPure 2млSarstedt72380
6-луночная тарелка для клеточной культуры; стерил; с крышкойGreiner bio-oneкат.-No.: 657 160клеточная культивация
чашка Петри 92 x 16 мм, PS, без кулачковSarstedtCat. No.: 82.1472.001препарат ткани
стерильные хирургические лезвияB.Braun (Aesculap)REF BB510препарат
ткани BD DiscarditTM II Шприц 10млBDREF 309110
препарат ткани клеточный фильтр; желтый; 100&микро; mFalconREF 352360препарат для
биоцизатканей CoolCellНомер позиции: 210004контейнер для охлаждения с -1° C/min
Dewar  транспортное судно тип 27 B, 2 л, 138 ммKGWКат. No.: HT39.1транспортная система
Наконечник для пипетки 200&микро; lSarstedtREF 70.760.002перекачки жидкости
1000&микро; lSarstedtREF 70.762.411дозатор для перекачки жидкости
200&микро; l, желтыйEppendorfCat. No.: 3121 000.082Дозатор для переноса жидкости
1000&микро; l, голубойEppendorfCat. No: 3121 000.120для переноса жидкости
  BB 6220 CUHeraeusКат.-No: 51012839культивирования клеток
PRÄ ZITHERMHarry Gestigkeit GmbH---нагревательный
микроскоп Zeiss Primo VertCarl Zeiss MicroImaging GmbHСерийный номер. 3842000839визуализация клеточных культур
Стерильный стол Safe flow 1.8 nuncnunc GmbH & Co. KGстерильный рабочий стол
морозильная камера -80° CKryotec-Kryosafe GmbH--- хранение образцов
Электронные весы MP-300Chyo---Scale
BD Micro-fine, U100 инсулиновый шприцBDREF 324826инъекционный анестетик
Rompun 2%; 25млBayerномер одобрения: 6293841.00.00анестезия
Ketamin 100 мг/мл, 25млCP-Pharma GmbHномер одобрения: 401650.00.00
Считыватель для анестезии GES3SDatamarsнедоступенRFID-считыватель
ISO-транспондер FDX-B (1,4x8мм)Peddymark---RFID чип
Cotrim-ratiopharm®   Ampullen SF 480  мг/5  млRatiopharmPZN-03928197антибиотик питьевая
вода Нагревательная пластина #FM-20 42x28смDragon---
Нагревательная лампаЭлектрическая Petra, Burgau---heating
Мазь для глаз и носа (5% Декспантенол) BepanthenBayerPZN-01578675Защита глаз
анатомический пинцетB.Braun AesculapBD21 ORхирургические инструменты
хирургический пинцетB.Braun AesculapBD50 1 Rхирургические инструменты
ножницыB.Braun AesculapBC05 6Rхирургические инструменты
игла  держательB.Braun AesculapBH1 1 ORхирургические инструменты
Prolene 5-0EthiconXN8870. P32хирургический шовный материал
Opsite moisture vapor проницаемый аэрозольный материалSmith& ПлемянникREF 66004978, PZN- 02063507хирургический шовный материал
Адгезивная апертурная драпировкаБарьерREF 904622стерильная OP ткань
марлевая своп Gazin®; steril; 10x10 смLohmann& RauscherREF 18506стерильные OP ткани
Raucotupf ватные аппликаторыLohmann& Аппликатор RauscherREF 11969
Corning® Matrigel Basement Membrane MatrixCorningКат.: 354234Basement Membrane Matrix
раствор йода Braunol (7,5 г повидон-йода)B.Braun Melsungen AGНомер позиции: 18839дезинфекция
MACS® Решение для хранения тканейMiltenyi Biotec GmbHНомер заказа: 130-100-008решение для хранения
Formafix 4%Grimm med. Logistik GmbHНомер позиции: F10010Gрешение для фиксации
Программное обеспечение FreezerworksBasicDataworks Development, Inc---организации
Zebra TLP 2844 принтерZebra---этикетки

References

  1. Sartore-Bianchi, A., et al. PIK3CA mutations in colorectal cancer are associated with clinical resistance to EGFR-targeted monoclonal antibodies. Cancer research. 69 (5), 1851-1857 (2009).
  2. Pauli, C., et al. Personalized In Vitro and In Vivo Cancer Models to Guide Precision Medicine. Cancer discovery. 7 (5), 462-477 (2017).
  3. Lipson, D., et al. Identification of new ALK and RET gene fusions from colorectal and lung cancer biopsies. Nature medicine. 18 (3), 382-384 (2012).
  4. Wilding, J. L., Bodmer, W. F. Cancer cell lines for drug discovery and development. Cancer research. 74 (9), 2377-2384 (2014).
  5. Mouradov, D., et al. Colorectal cancer cell lines are representative models of the main molecular subtypes of primary cancer. Cancer research. 74 (12), 3238-3247 (2014).
  6. Klier, U., Maletzki, C., Kreikemeyer, B., Klar, E., Linnebacher, M. Combining bacterial-immunotherapy with therapeutic antibodies: a novel therapeutic concept. Vaccine. 30 (17), 2786-2794 (2012).
  7. DiMasi, J. A., Reichert, J. M., Feldman, L., Malins, A. Clinical approval success rates for investigational cancer drugs. Clinical pharmacology and therapeutics. 94 (3), 329-335 (2013).
  8. Gao, H., et al. High-throughput screening using patient-derived tumor xenografts to predict clinical trial drug response. Nature medicine. 21 (11), 1318-1325 (2015).
  9. Mullins, C. S., et al. Integrated Biobanking and Tumor Model Establishment of Human Colorectal Carcinoma Provides Excellent Tools for Preclinical Research. Cancers. 11 (10), (2019).
  10. Kuehn, F., et al. Establishment and characterization of HROC69 - a Crohn's related colonic carcinoma cell line and its matched patient-derived xenograft. Scientific reports. 6, 24671 (2016).
  11. Dangles-Marie, V., et al. Establishment of human colon cancer cell lines from fresh tumors versus xenografts: comparison of success rate and cell line features. Cancer research. 67 (1), 398-407 (2007).
  12. Gock, M., et al. Tumor Take Rate Optimization for Colorectal Carcinoma Patient-Derived Xenograft Models. BioMed research international. 2016, 11715053 (2016).
  13. Collins, A. T., Lang, S. H. A systematic review of the validity of patient derived xenograft (PDX) models: the implications for translational research and personalised medicine. PeerJ. 6, 5981 (2018).
  14. Brown, K. M., et al. Patient-derived xenograft models of colorectal cancer in pre-clinical research: a systematic review. Oncotarget. 7 (40), 66212-66225 (2016).
  15. Zhang, L., et al. The extent of inflammatory infiltration in primary cancer tissues is associated with lymphomagenesis in immunodeficient mice. Scientific reports. 5, (2015).
  16. Moyer, A. M., et al. Spontaneous murine tumors in the development of patient-derived xenografts: a potential pitfall. Oncotarget. 10 (39), 3924-3930 (2019).
  17. Prall, F., Maletzki, C., Hühns, M., Krohn, M., Linnebacher, M. Colorectal carcinoma tumour budding and podia formation in the xenograft microenvironment. PloS one. 12 (10), 0186271 (2017).
  18. Guenot, D., et al. Primary tumour genetic alterations and intra-tumoral heterogeneity are maintained in xenografts of human colon cancers showing chromosome instability. The Journal of pathology. 208 (5), 643-652 (2006).
  19. Mattie, M., et al. Molecular characterization of patient-derived human pancreatic tumor xenograft models for preclinical and translational development of cancer therapeutics. Neoplasia. 15 (10), 1138-1150 (2013).
  20. Cho, Y. B., et al. Colorectal cancer patient-derived xenografted tumors maintain characteristic features of the original tumors. The Journal of surgical research. 187 (2), 502-509 (2014).
  21. Maletzki, C., et al. Functional Characterization and Drug Response of Freshly Established Patient-Derived Tumor Models with CpG Island Methylator Phenotype. PloS one. 10 (11), 0143194 (2015).
  22. Katsiampoura, A., et al. Modeling of Patient-Derived Xenografts in Colorectal Cancer. Molecular cancer therapeutics. 16 (7), 1435-1442 (2017).
  23. Wege, A. K., et al. Humanized tumor mice--a new model to study and manipulate the immune response in advanced cancer therapy. International journal of cancer. 129 (9), 2194-2206 (2011).
  24. Herndler-Brandstetter, D., et al. Humanized mouse model supports development, function, and tissue residency of human natural killer cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (45), 9626-9634 (2017).
  25. Capasso, A., et al. Characterization of immune responses to anti-PD-1 mono and combination immunotherapy in hematopoietic humanized mice implanted with tumor xenografts. Journal for immunotherapy of cancer. 7 (1), 37 (2019).
  26. Sato, T., et al. Long-term expansion of epithelial organoids from human colon, adenoma, adenocarcinoma, and Barrett's epithelium. Gastroenterology. 141 (5), 1762-1772 (2011).
  27. Clevers, H. Modeling Development and Disease with Organoids. Cell. 165 (7), 1586-1597 (2016).
  28. Vlachogiannis, G., et al. Patient-derived organoids model treatment response of metastatic gastrointestinal cancers. Science. 359 (6378), 920-926 (2018).
  29. Gao, D., et al. Organoid cultures derived from patients with advanced prostate cancer. Cell. 159 (1), 176-187 (2014).
  30. Drost, J., Clevers, H. Organoids in cancer research. Nature reviews. Cancer. 18 (7), 407-418 (2018).
  31. Abe, Y., et al. Improved phosphoproteomic analysis for phosphosignaling and active-kinome profiling in Matrigel-embedded spheroids and patient-derived organoids. Scientific reports. 8 (1), 11401 (2018).
  32. Neal, J. T., et al. Organoid Modeling of the Tumor Immune Microenvironment. Cell. 175 (7), 1972-1988 (2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission

Play Video

Создание и обслуживание живого биобанка - Как мы это делаем
JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code