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

Методическая статья

Скрининговый анализ на лекарственные препараты и лучевую терапию со средней пропускной способностью с использованием органоидов, полученных от пациента

3.9K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/62495

⸱

30 апреля 2021 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Мы подробно описываем протоколы использования органоидов, полученных от пациентов, для скрининга чувствительности терапии со средней пропускной способностью. Тестируемые методы лечения включают химиотерапию, лучевую терапию и химиолучевую терапию. Уровни аденозинтрифосфата используются в качестве функционального считывания.

Аннотация

Модели органоидов, полученных от пациента (PDO), обеспечивают долгосрочную экспансию и поддержание первичных эпителиальных клеток, выращенных в трех измерениях и близком к нативному состоянии. При получении из резецированной или биопсированной опухолевой ткани органоиды тесно повторяют морфологию опухоли in vivo и могут быть использованы для изучения ответа на терапию in vitro. Биобанки опухолевых органоидов отражают огромное разнообразие клинических опухолей и пациентов и, следовательно, имеют большие перспективы для доклинического и клинического применения. В данной работе представлен метод скрининга лекарственных средств со средней пропускной способностью с использованием органоидов плоскоклеточного рака головы и шеи и колоректальной аденокарциномы. Этот подход может быть легко принят для использования с любой моделью органоида, полученного из ткани, как нормальной, так и больной. Описаны методы воздействия на органоиды in vitro в результате химио- и лучевой терапии (либо в виде монотерапии, либо в комбинации). Выживаемость клеток после 5 дней воздействия препарата оценивается путем измерения уровня аденозинтрифосфата (АТФ). Чувствительность к лекарственным препаратам измеряется показателями полумаксимальной ингибирующей концентрации (IC50), площади под кривой (AUC) и темпа роста (GR). Эти параметры могут дать представление о том, считается ли органоидная культура чувствительной или устойчивой к определенному лечению.

Введение

Модели органоидов, созданные из взрослых стволовых клеток и выращенные в трехмерном (3D) внеклеточном матриксе (ECM) и специфическом коктейле факторов роста (также известном как органоиды HUB), набирают обороты в качестве платформ для доклинического онкологического скрининга. Культура органоидов, полученных от пациента (PDO), может быть получена из биопсии нормальной и больной ткани в течение 1-2 недель и может быть расширена как минимум на 1-2 месяца до неограниченных промежутков времени. Криоконсервация позволяет в течение длительного времени использовать хорошо охарактеризованные культуры. В отличие от традиционных двумерных моделе....

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

Протокол

ПРИМЕЧАНИЕ: Перед использованием этого протокола, пожалуйста, убедитесь, что вы соблюдаете рекомендации комитета по этике исследований на людях учреждения. Сбор тканей пациента и данных, описанных в этом протоколе, был выполнен в соответствии с рекомендациями EUREC и в соответствии с европейским, национальным и местным законодательством. Все органоиды были получены от пациентов, давших согласие, и согласие может быть отозвано в любое время.

1. Перед скринингом

  1. Подтвердите идентичность вновь созданных моделей (например, с помощью гистологии и/или секвенирования ДНК

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

Результаты

Целью данного эксперимента было изучение чувствительности органоидов HNSCC к химиотерапии и лучевой терапии в качестве отдельных агентов. Мы также проверили воспроизводимость результатов, выполнив эксперимент несколько раз с интервалом в неделю, в результате чего было получено несколько биологических повторений (эксперименты 1-3) (рис. 2). В соответствии с протоколом, в день 0 HNSCC PDO были собраны из 6 лунок 6-луночного планшета и ферментативно и механически срезаны до отдельных клеток (ил.......

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

Обсуждение

В этой статье и видео описывается, как проводить скрининг лекарств со средней пропускной способностью с использованием PDO. Этот протокол, при оптимизации, может быть принят для скрининга органоидов, полученных из различных типов тканей, описанных здесь. Определение идеального времени пассажа перед скринингом важно, поскольку оно будет варьироваться для отдельных органоидных культур и зависеть от типа ткани. Плотность и размер органоидов, засеянных в лунку, являются важным фактором для о.......

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

Раскрытие информации

MP и QXL являются штатными сотрудниками Crown Bioscience. RO и SB являются штатными сотрудниками Hubrecht Organoid Technology (HUB). НС является изобретателем нескольких патентов, связанных с технологией органоидов; Его полное раскрытие приведено в https://www.uu.nl/staff/JCClevers/. ED является изобретателем патента, относящегося к технологии органоидов HN. HC является основателем компании OrganoidZ, которая использует органоиды для разработки лекарств.

Благодарности

Мы благодарим Аннемари Буйс, Сяоси Сюй и Федерику Паризи за дискуссии и ценный вклад, а также Ингрид Бутс и Марьолейн Гросс за техническую помощь.

....

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

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
<сильное>Требуется оборудование
384-луночный биолюминесцентный считыватель; например, считыватель пластин Tecan Spark 10MTecan
Brightfield с большим полем зрения линзой (2,5x)Цифровой
дозатор; например, Tecan D300eTecanDrug dispensing
6 МВ фотонный пучокElekta модель Synergy, Elekta Sweden
Liquid Handler с большой насадкой (" стандартная трубка») Кассеты;  
Например, Multidrop Combi Reagent DispenserThermo Scientific
Пластиковый контейнер с держателем пластины вставка для лучевой терапииСамодельный
редактор метода контроля искры Стандартное
оборудование для культивирования тканей (шкаф LAF, инкубатор, центрифуга, водяная баня и т.д.)
<прочные>Требуемые материалы
1,5 мл пластиковые пробирки
15- и 50-мл пластиковые пробирки
5, 10- и 25-мл стерильные пластиковые пипетки
6-луночные клеточные культуральные планшеты
черные 384-луночные сверхнизкоадгезионные планшеты с прозрачным дном; например. Corning 384 плоский черныйCorning4588
Breathe-Easy  уплотнительная мембранаMerckпредварительно нарезанная полиуретановая медицинская мембрана с акриловым клеем
Glasstic slide10-камерная горка с сеткой гемоцитометра
Multidrop Combi Дозатор реагентов стандартная трубка дозатор кассетаThermo Scientific
Plugged Pasteur' с пипеткой, наконечник которой был затянут в пламени
Реверсивный 20/40/70/100 & микро; m фильтры: PluriStrainerPluriselectнапример, 43-50020-03
Sterile P1000, P200, P20 и P2 наконечники для пипеток и фильтрующие наконечники с низким удержанием (например, сапфировые наконечники)Greiner750266
T8 Plus и D4 Plus casettesHP/Tecan
Required reagents
100 x GlutamaxL-glutamine
заменитель 1 M HEPES
30% (v/v) Tween-20 разбавленный в PBS
70% EtOH
Advanced-DMEM/F12Thermo Scientific12634-010
CellTiter-Glo 3D анализ жизнеспособности клетокPromegaG9681
Соединения для тестового скрининга, включая Staurosporin или другой положительный контроль
Dispase IISigma-AldrichD4693
DMSO
ECM для CRC: пониженный фактор роста Matrigel, не содержащий фенолаCorning356231
ECM для HNSCC PDOs: BME, экстракт базальной мембраны Cultrex RGF, тип R1R& D Systems3433-005-R1
Расширяющая среда роста (специфичная для каждого типа органоидов)
Факторы роста органоидов (специфичные для каждого типа органоидов)
PBS
Pen/Strepping (100 Ед/мл)
Ингибитор ROCK: Y-27632AbmoleM1817
TrypLE
Required Программные пакеты:
GraphPad Prism
Microsoft Excel
, микроскоп ,

Ссылки

  1. Tiriac, H., et al. Organoid profiling identifies common responders to chemotherapy in pancreatic cancer. Cancer Discovery. 8 (9), 1112-1129 (2018).
  2. Sachs, N., et al. A Living biobank of breast cancer organoids captures disease heterogeneity.....

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

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Скрининг препаратов на органоидахопухолевые органоидыорганоиды головы и шеиколоректальные органоидыизмерение уровня АТФопределение IC50показатели скорости ростабиобанкинг органоидов

Эта статья была опубликована

Видео скоро будет доступно