RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
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
Solutions
Language
ru_RU
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
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
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
В следующей работе мы описываем последовательные шаги, необходимые для создания большого биобанка колоректального и поджелудочного рака.
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.
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).

Рисунок 1: Рабочий процесс и организация биобанка Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
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
2. Сбор образцов
3. Обработка сыворотки
4. Изоляция PBL по плотности градиентной центрифугации
ПРИМЕЧАНИЕ: Работа параллельно с каждым из двух шприцев 20 мл.
5. Обработка тканей
ПРИМЕЧАНИЕ: Начните с генерации оснастки замороженных образцов опухоли и здоровой ткани для поддержания целостности нуклеиновых кислот.
6. Культура первичных клеток
7. Поколение PDX
8. Сбор и переработка PDX
9. Биобанк и управление данными
| 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.
| 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.
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).

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.

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.
никакой.
В следующей работе мы описываем последовательные шаги, необходимые для создания большого биобанка колоректального и поджелудочного рака.
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.
| Бациллол&рег; АФ; 1л | Bode, Hartmann | REF 973380 | дезинфекция |
| ПП центрифуга пробирка, 15 мл; стерильная | Greiner Bio One | GBO Cat. No:188271 | центрифужная пробирка |
| ПП центрифуга пробирка, 50 мл, стерильная | Sarstedt | Номер заказа: 62.547.254 | центрифуга пробирка |
| BD DiscarditTM II Шприц 20мл | BD | REF 300296 | сбор крови |
| Сыворотка 7,5мл Sarstedt Monovette | Sarstedt | Номер позиции: 01.1601 | |
| серологическая пипетка для сбора крови 10мл | Sarstedt | REF 86.1254.001 | перекачка жидкости |
| Pipetboy ratiolab® accupetta | Ratiolab | Номер позиции: RL3200300 | жидкость перекачка |
| PIPETBOY acu 2 | Integra Biosciences | VWR Cat.No: 613-4438 | перекачка жидкости |
| DPBS; без Ca & Mg | Pan Biotech | Cat. No.: P04-36500 | мойка |
| Pancoll human | Pan Biotech | Cat. No: P04-60500 | центрифугирование с градиентом плотности |
| DMEM/F12 (Dulbecco' s Модифицированный Eagle Medium) | PAN Biotech | Cat. No: P04-41500 | культивирование клеток |
| FBS Good Forte (фильтрованная сыворотка крупного рогатого скота) | PAN Biotech | Cat. No: P40-47500 | культивирование клеток |
| L-глютамин 200mM | PAN Biotech | Cat. No: P04-80100 | культивирование клеток |
| Trypsin / EDTA | PAN Biotech | Cat. No.: P10-023100 | культивирование клеток |
| DMSO (диметилсульфоксид для клеточной культуры) | PanReac AppliChem | VWR Cat.No: A3672.0250 | средадля заморозки клеток |
| (FCS с 10% ДМСО) | самоизделная | --- | криопробинадля заморозки клеток |
| - CryoPure 2мл | Sarstedt | 72380 | |
| 6-луночная тарелка для клеточной культуры; стерил; с крышкой | Greiner bio-one | кат.-No.: 657 160 | клеточная культивация |
| чашка Петри 92 x 16 мм, PS, без кулачков | Sarstedt | Cat. No.: 82.1472.001 | препарат ткани |
| стерильные хирургические лезвия | B.Braun (Aesculap) | REF BB510 | препарат |
| ткани BD DiscarditTM II Шприц 10мл | BD | REF 309110 | |
| препарат ткани клеточный фильтр; желтый; 100&микро; m | Falcon | REF 352360 | препарат для |
| биоциза | тканей CoolCell | Номер позиции: 210004 | контейнер для охлаждения с -1° C/min |
| Dewar транспортное судно тип 27 B, 2 л, 138 мм | KGW | Кат. No.: HT39.1 | транспортная система |
| Наконечник для пипетки 200&микро; l | Sarstedt | REF 70.760.002 | Фильтрующий наконечник дляперекачки жидкости |
| 1000&микро; l | Sarstedt | REF 70.762.411 | дозатор для перекачки жидкости |
| 200&микро; l, желтый | Eppendorf | Cat. No.: 3121 000.082 | Дозатор для переноса жидкости |
| 1000&микро; l, голубой | Eppendorf | Cat. No: 3121 000.120 | инкубатордля переноса жидкости |
| BB 6220 CU | Heraeus | Кат.-No: 51012839 | нагревательная пластина длякультивирования клеток |
| PRÄ ZITHERM | Harry Gestigkeit GmbH | --- | нагревательный |
| микроскоп Zeiss Primo Vert | Carl Zeiss MicroImaging GmbH | Серийный номер. 3842000839 | визуализация клеточных культур |
| Стерильный стол Safe flow 1.8 nunc | nunc GmbH & Co. KG | --- | стерильный рабочий стол |
| морозильная камера -80° C | Kryotec-Kryosafe GmbH | --- | хранение образцов |
| Электронные весы MP-300 | Chyo | --- | Scale |
| BD Micro-fine, U100 инсулиновый шприц | BD | REF 324826 | инъекционный анестетик |
| Rompun 2%; 25мл | Bayer | номер одобрения: 6293841.00.00 | анестезия |
| Ketamin 100 мг/мл, 25мл | CP-Pharma GmbH | номер одобрения: 401650.00.00 | |
| Считыватель для анестезии GES3S | Datamars | недоступен | RFID-считыватель |
| ISO-транспондер FDX-B (1,4x8мм) | Peddymark | --- | RFID чип |
| Cotrim-ratiopharm® Ampullen SF 480 мг/5 мл | Ratiopharm | PZN-03928197 | антибиотик питьевая |
| вода Нагревательная пластина #FM-20 42x28см | Dragon | --- | |
| Нагревательная лампа | Электрическая Petra, Burgau | --- | heating |
| Мазь для глаз и носа (5% Декспантенол) Bepanthen | Bayer | PZN-01578675 | Защита глаз |
| анатомический пинцет | B.Braun Aesculap | BD21 OR | хирургические инструменты |
| хирургический пинцет | B.Braun Aesculap | BD50 1 R | хирургические инструменты |
| ножницы | B.Braun Aesculap | BC05 6R | хирургические инструменты |
| игла держатель | B.Braun Aesculap | BH1 1 OR | хирургические инструменты |
| Prolene 5-0 | Ethicon | XN8870. P32 | хирургический шовный материал |
| Opsite moisture vapor проницаемый аэрозольный материал | Smith& Племянник | REF 66004978, PZN- 02063507 | хирургический шовный материал |
| Адгезивная апертурная драпировка | Барьер | REF 904622 | стерильная OP ткань |
| марлевая своп Gazin®; steril; 10x10 см | Lohmann& Rauscher | REF 18506 | стерильные OP ткани |
| Raucotupf ватные аппликаторы | Lohmann& Аппликатор Rauscher | REF 11969 | |
| Corning® Matrigel Basement Membrane Matrix | Corning | Кат.: 354234 | Basement Membrane Matrix |
| раствор йода Braunol (7,5 г повидон-йода) | B.Braun Melsungen AG | Номер позиции: 18839 | дезинфекция |
| MACS® Решение для хранения тканей | Miltenyi Biotec GmbH | Номер заказа: 130-100-008 | решение для хранения |
| Formafix 4% | Grimm med. Logistik GmbH | Номер позиции: F10010G | решение для фиксации |
| Программное обеспечение FreezerworksBasic | Dataworks Development, Inc | --- | образецорганизации |
| Zebra TLP 2844 принтер | Zebra | --- | этикетки |