Сфероиды эпителиальных и эндотелиальных клеток молочной железы как потенциальная функциональная модель in vitro для исследований рака молочной железы

Giovanna Azzarito; Marta Ewa Szutkowska; Annalisa Saltari; Edwin K. Jackson; Brigitte Leeners; Marinella Rosselli; Raghvendra K. Dubey

doi:10.3791/62940

Методическая статья

Сфероиды эпителиальных и эндотелиальных клеток молочной железы как потенциальная функциональная модель in vitro для исследований рака молочной железы

4.5K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/62940

⸱

12 июля 2021 г.

Giovanna Azzarito¹ , Marta Ewa Szutkowska¹ , Annalisa Saltari² , Edwin K. Jackson³ , Brigitte Leeners¹ , Marinella Rosselli¹ , Raghvendra K. Dubey¹^,³

¹Department of Reproductive Endocrinology, Wagistrasse 14, University of Zurich and University Hospital Zurich, ²Department of Dermatology, Wagistrasse 18, University of Zurich and University Hospital Zurich, ³Department of Pharmacology and Chemical Biology, University of Pittsburgh

В этой статье

Краткое содержание

Перекрестные помехи между эпителиальными клетками молочной железы и эндотелиальными клетками в значительной степени способствуют прогрессированию рака молочной железы, росту опухоли и метастазированию. В этом исследовании сфероиды были изготовлены из клеток рака молочной железы вместе с сосудистыми и / или лимфатическими эндотелиальными клетками и демонстрируют их применимость в качестве системы in vitro для исследования рака молочной железы.

Аннотация

Рак молочной железы является основной причиной смертности у женщин. Рост клеток рака молочной железы и их последующее метастазирование является ключевым фактором его прогрессирования. Хотя механизмы, участвующие в стимулировании роста рака молочной железы, интенсивно изучались с использованием монокультур клеток рака молочной железы, таких как клетки MCF-7, вклад других типов клеток, таких как сосудистые и лимфатические эндотелиальные клетки, которые тесно участвуют в росте опухоли, не был глубоко изучен. Клеточно-клеточное взаимодействие играет ключевую роль в росте и прогрессировании опухоли. Неоангиогенез, или развитие сосудов, необходим для роста опухоли, тогда как лимфатическая система служит порталом для миграции раковых клеток и последующего метастазирования. Недавние исследования свидетельствуют о том, что сосудистые и лимфатические эндотелиальные клетки могут значительно влиять на рост раковых клеток. Эти наблюдения подразумевают необходимость разработки моделей in vitro, которые более реалистично отражали бы процессы роста рака молочной железы in vivo. Кроме того, ограничения в исследованиях на животных требуют разработки моделей ex vivo, чтобы лучше прояснить задействованные механизмы.

В этой статье описывается развитие сфероидов рака молочной железы, состоящих как из клеток рака молочной железы (эстроген-рецептор-положительные клетки MCF-7), так и сосудистых и /или лимфатических эндотелиальных клеток. Протокол описывает подробный пошаговый подход к созданию двухэлементных сфероидов с использованием двух разных подходов: висячие капли (золотой стандарт и дешевизна) и 96-луночные U-образные нижние пластины (дорогие). Приведены подробные инструкции о том, как деликатно подобрать сформированные сфероиды для мониторинга роста путем микроскопических размеров и оценки жизнеспособности с использованием окрашивания мертвых и живых клеток. Кроме того, очерчены процедуры фиксации сфероидов для сечения и окрашивания специфическими для роста антителами для дифференциации паттернов роста в сфероидах. Дополнительно приведены подробности получения сфероидов с трансфектированными клетками и методы извлечения РНК для молекулярного анализа. В заключение, в этой статье приведены подробные инструкции по подготовке многоклеточных сфероидов для исследования рака молочной железы.

Введение

Использование животных для экспериментов имеет ограничения. Исследования на животных не могут точно имитировать прогрессирование заболевания у людей, а животные и люди не имеют одинаковых реакций на патогены. Кроме того, ограничения в экспериментах на животных из-за опасений по поводу страданий животных и этических проблем¹^,² все больше ограничивают исследовательские программы. In vitro системы были широко разработаны для обхода использования животных; более того, использование человеческих клеток сделало in vitro модели, более актуальные для патофизиологического и терапевтического исследован....