Целенаправленный и избирательный лечение плюрипотентных стволовых клеток тератомы, используя внешний пучка излучения в модели малого животных
17 февраля 2019 г.
Исследования по стратегиям тератомы плюрипотентных стволовых клеток лечение имеет важное значение для клинической перевод стволовых клеток. Здесь мы описываем протокол к, во-первых, генерировать стволовых клеток тератомы мышей и, затем, чтобы выборочно целевого и лечить эти опухоли в естественных условиях, с помощью малых животных облучателя.
Общая цель этой процедуры заключается в выборочной целевой стволовых клеток полученных тератомы у мышей для оценки эффективности in vivo малых животных внешней лучевой лучевой лучевой терапии. Основным преимуществом внешней лучевой терапии является то, что это целевая терапия для стволовых клеток, связанных с терамтомами, что позволяет избежать вне цели неблагоприятное воздействие системно доставлены терапии. Достижения в области внешней лучевой лучевой лучевой терапии позволили конкретной ориентации малых тератом, избегая при этом повреждения нормальных тканей, что делает эту терапию идеально подходит для лечения чувствительных к радиации тератом.
Этот метод может не только дать представление об оптимизации стратегий клеточной терапии, но и может стать клинически применимым в человеческой терапии. Начните с шести-хорошо пластины, содержащей iPSCs. Для индуцирования образования тетратомы у иммунодефицитных животных добавьте один миллилитр рекомбинантной клеточной диссоциации фермента смеси на колодец 6-хорошо пластины, содержащей человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, трансдуцированные с двойным геном репортера синтеза в течение пяти минут инкубации при комнатной температуре.
В конце инкубации рассеивают клетки путем пипетки и остановить энзиматической реакции, добавив равный объем клеточной культуры среды к каждому хорошо. Потяните одноклеточные подвески в 15 миллилитровую коническую трубку для подсчета. После того, как центрифугация завершена, аспирировать супернатант и повторно процедить гранулы в 30 микролитров матричного раствора Matrigel и поместить трубку на лед.
При использовании двойного синтеза reportagen трансфицированных клеток, эти двойные положительные влияют клетки также должны быть приостановлены в 30 микролитров матрицы. Далее, загрузить каждую популяцию клеток в один миллилитр шприц оснащен 28,5 калибровочных иглы и подтвердить отсутствие ответа на щипец щепотку в каждом анестезировал от восьми до 10 недель амимической обнаженной мыши получателя. Затем подкожно введите одну клеточную матричную смесь в спинной фланг каждого животного-реципиента.
В соответствующую экспериментальную точку времени после прививки вводят 375 миллиграммов на килограмм делуциферона инстраперитонически в каждого получателя. После 10 минут изображения биолюминесценции сигнала в каждом анестезированной репортер зонд вводил животных в течение 30 минут с использованием одной минуты приобретения окна с пятиминутными интервалами, в соответствии со стандартными протоколами биолюминесценции изображения. Для облучения тератомы, в соответствующей экспериментальной точке времени, первое место анестезированной животного-получателя на кровать изображения управляемых доклинерического облучения и приобрести набор из 400 проекционных микро-компьютерных томографии изображения более 360 градусов с использованием 40 пик килоэлектрог, 2 миллиампер рентгеновский луч, и реконструировать изображение в объемных изображений с изотропных пикселей размером 0,2 миллиампер.
Очень важно реконструировать объемные изображения тератомы. Эти изображения помогут спланировать лучевую терапию только для конкретной доставки терапии в тератомы, минимизируя при этом любое внецелевое излучение окружающих тканей. Затем используйте микро-КТ изображения и пакет программного обеспечения для изображения RT для планирования протокола лучевой терапии.
Администрирование лечения в течение трех дней подряд, чтобы доставить в общей сложности 18 серых к целевой опухоли. Инъекционные мыши обычно демонстрируют образование роста тератомы через четыре-три недели после инъекции опухолевых клеток, что подтверждается биолюминесценцией. При облучение кумулятивным делает 18 серых через месяц после доставки клеток опухоли будут сокращаться резко в результате значительного совпадения сигнала люциферазы.
Важно отметить, что, как показывают эти изображения, нормальная биопсия тканей, собранная пять миллилитров из облученных участка, как представляется, не понести каких-либо значительных повреждений. После просмотра этого видео, вы должны иметь четкое понимание того, как создать стволовые клетки, полученные тератомы in vivo и эффективно и безопасно лечить их с внешним лучом излучения. Этот простой подход требует приобретения изображений КТ высокого разрешения субъекта, после чего серия лучевой терапии может быть предписано облучение опухолей-мишеней, избегая при этом смежных тканей.
Не забывайте, что работа с радиацией может быть чрезвычайно опасной и что меры предосторожности, такие как использование соответствующих щитов, всегда должны быть приняты при выполнении этой процедуры.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен протокол получения и лечения тератом, производных от плюрипотентных стволовых клеток, у мышей с использованием дистанционной лучевой терапии. Метод направлен на селективное воздействие на эти опухоли при минимизации повреждения окружающих тканей.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Исследования стволовых клеток
- Онкология
- Лучевая терапия
Теоретические сведения
- Плюрипотентные стволовые клетки могут образовывать тератомы, что создает определенные трудности для их клинического применения.
- Дистанционная лучевая терапия обеспечивает таргетный подход к лечению этих опухолей.
- Развитие методов визуализации повышает точность доставки радиации.
- Понимание воздействия радиации на тератомы имеет решающее значение для разработки безопасных методов терапии.
Цель исследования
- Оценить эффективность дистанционной лучевой терапии тератом, полученных из стволовых клеток.
- Оптимизировать стратегии лечения для будущего клинического применения.
- Минимизировать побочные эффекты при проведении лучевой терапии.
Используемые методы
- Индукция образования тератомы у иммунодефицитных мышей с использованием иПСК.
- Биолюминесцентная визуализация для мониторинга роста опухоли.
- Микрокомпьютерная томография для точного планирования лучевой терапии.
- Проведение лучевой терапии в течение трех последовательных дней.
Основные результаты
- Тератомы продемонстрировали значительное уменьшение размеров после лучевой терапии.
- Значительных повреждений окружающих нормальных тканей не наблюдалось.
- Биолюминесцентная визуализация подтвердила эффективность терапии.
Выводы
- Данный протокол представляет собой надежный метод изучения и лечения тератом.
- Дистанционная лучевая терапия может быть эффективным вариантом таргетного лечения.
- Будущие исследования могут привести к применению данных методов в клинической терапии человека.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Терапия стволовыми клетками сталкивается с серьезными проблемами безопасности из-за риска образования тератом из остаточных недифференцированных клеток, что может привести к тяжелым клиническим осложнениям в чувствительных анатомических зонах. Дистанционная лучевая терапия предлагает таргетный негенетический подход к абляции таких опухолей при минимизации повреждения окружающих тканей, решая тем самым критически важную, не удовлетворенную ранее задачу регенеративной медицины. Данная доклиническая модель представляет собой трансляционную платформу для оценки радиационных вмешательств с целью улучшения профиля риск-польза при применении методов лечения на основе стволовых клеток.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет провести функциональную валидацию образования тератомы как биомаркера остаточной плюрипотентности в продуктах на основе стволовых клеток.
- Практическая ценность: предоставляет количественный метод анализа in vivo для оценки риска развития опухолей перед переходом к клиническому применению.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: способствует разработке стандартизированных моделей тератом для воспроизводимого тестирования безопасности линий стволовых клеток.
- Практическая ценность: интегрирует биолюминесцентную визуализацию и микро-КТ для продольного неинвазивного мониторинга опухоли и планирования лечения.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Демонстрирует дозозависимую абляцию опухоли (18 Gy в течение 3 дней) с сохранением целостности окружающих тканей.
- Практическая ценность: Создает доклиническую основу для оптимизации параметров облучения в анатомически ограниченных зонах.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод вписывается в общую систему оценки безопасности стволовых клеток, связывая подтверждение плюрипотентности с оценкой риска развития опухолей и стратегиями превентивного вмешательства.
- Открывательная биология: Поддерживает проверку гипотез относительно остаточной плюрипотентности и туморогенного потенциала производных стволовых клеток.
- Скрининг: Обеспечивает стандартизированное, воспроизводимое формирование тератом и их количественную оценку для сравнительного анализа профилей безопасности.
- Аналитика: Позволяет получать продольные данные биолюминесцентной и объемной визуализации для количественной оценки опухолевой нагрузки и ответа на лечение.
- Трансляционные исследования: Связывает этап открытий и доклиническую разработку, предлагая стратегию терапевтического вмешательства для снижения туморогенного риска.
- Корпоративное повторное использование: Представляет собой универсальную платформу для оценки множества линий стволовых клеток и протоколов дифференцировки в стандартизированных условиях.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: обеспечивает понимание механизмов радиочувствительности тератом и позволяет осуществлять прогностическое моделирование риска туморогенеза.
- Операционная ценность: предлагает стандартизированный рабочий процесс под контролем визуализации для воспроизводимого нацеливания на опухоль и введения дозы.
- Стратегическая ценность: помогает принимать решения о продолжении или прекращении разработки, предлагая стратегию по смягчению одного из ключевых рисков безопасности при создании продуктов на основе стволовых клеток.
- Влияние на портфель: поддерживает продвижение проекта с учетом рисков за счет снижения вероятности неудач на поздних стадиях, вызванных туморогенностью.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с культурами стволовых клеток, навыки обращения с мелкими животными и знание протоколов радиационной безопасности.
- Зависит от наличия доступа к доклиническим иррадиаторам с системой наведения по изображениям и системам микро-КТ.
- Необходимы стандартизированные процедуры биолюминесцентной визуализации и программное обеспечение для планирования лучевой терапии.
- Требуется учет особенностей адаптации для различных источников стволовых клеток и мест инъекций.
- Ограничено необходимостью использования специализированного радиационного экранирования и получения разрешений по технике безопасности от учреждения для проведения исследований иррадиации in vivo.
