Summary
ट्यूमर ट्रीटिंग फील्ड्स (टीटीफील्ड) एक प्रभावी एंटी-ट्यूमर उपचार साधन है जो कम तीव्रता, इंटरमीडिएट-फ़्रिक्वेंसी के निरंतर, गैर-अप्रभावी आवेदन के माध्यम से वितरित किया जाता है, वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र। TTFields इन विट्रो अनुप्रयोग प्रणाली में टीटीफिल्ड का उपयोग कर सेल लाइनों के लिए आवेदन इष्टतम आवृत्ति के निर्धारण के लिए अनुमति देता है जो सेल गणना में उच्चतम कमी की ओर जाता है।
Abstract
ट्यूमर ट्रीटिंग फील्ड्स (टीटीफील्ड) एक प्रभावी उपचार साधन है जो निरंतर, कम तीव्रता (1-3 वी / सेंटीमीटर) के गैर-विवेकपूर्ण आवेदन के माध्यम से वितरित की जाती है, जिसमें कई सौ किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति रेंज में विद्युत क्षेत्र का विकल्प होता है। टिटू कल्चर में TTFields का अध्ययन इन विट्रो एपीआई सिस्टम में टीटीफिल्ड का उपयोग करके किया जाता है, जो उच्च ढांकता हुआ निरंतर (Ɛ> 5,000) के साथ सिरेमिक पेट्री डिश के लिए अलग-अलग आवृत्तियों और तीव्रता के बिजली क्षेत्र के आवेदन के लिए अनुमति देता है। सिरेमिक पेट्री डिश के निचले भाग में कवरलीप्स पर चढ़ायी जाने वाली कैंसर सेल लाइनों को विभिन्न आवृत्तियों पर दो ऑर्थोगोनल निर्देशों में वितरित किए जाने वाले टीटीफिल्ड के अधीन किया जाता है ताकि सेल की गणना और क्लोनोजेनिक एशेज जैसे उपचार के परीक्षणों की सुविधा मिल सके। इस रिपोर्ट में प्रस्तुत परिणामों से पता चलता है कि सेल गणना और क्लोनोजेनिक एसेल्स के संबंध में टीटीफिल्ड की इष्टतम आवृत्ति दोनों डिम्बग्रंथि और ग्लियोमा कोशिकाओं के लिए 200 kHz है।
Introduction
ट्यूमर ट्रीटिंग फील्ड्स (टीटीफील्ड) ग्लिओब्लास्टोमा मल्टीफार्मे के उपचार के लिए एंटी-माइटोटिक साधन हैं और संभवतः अन्य कैंसर प्रकार हैं। खेतों को कम तीव्रता (1-3 वी / सेमी), इंटरमीडिएट आवृत्ति (100-500 किलोहर्ट्ज), ट्यूमर 1 , 2 के क्षेत्र में बिजली के क्षेत्र में बारी के निरंतर आवेदन के माध्यम से दिया जाता है। इन विट्रो और विवो में टीटीफील्ड आवेदन विभिन्न कैंसर सेल लाइनों के विकास और कई पशु ट्यूमर मॉडल 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 में ट्यूमर के विकास को रोकना दिखाया गया था। ग्लियोब्लास्टोमा और गैर-छोटे सेल फेफड़ों के कैंसर सहित ठोस ट्यूमर वाले रोगियों में पायलट नैदानिक परीक्षण और बड़े यादृच्छिक अध्ययन, में डिस्कोस्टनिरंतर TTFields आवेदन 8 , 9 , 10 की सुरक्षा और प्रभावकारिता का मूल्यांकन किया। TTFields की प्रभावकारिता पाया गया था: (1) आवृत्ति पर निर्भर, विशिष्ट इष्टतम आवृत्तियों के साथ, जो विभिन्न उत्पत्ति 1 , 2 , 4 , 5 , 6 , 7 से सेल लाइनों की सेल गणना में उच्चतम कमी को जन्म देती है; (2) लगभग 1 वी / सेमी और अधिक शक्तिशाली उच्च तीव्रता 1 , 2 , 7 , 11 पर गतिविधि के लिए न्यूनतम सीमा के साथ विद्युत क्षेत्र तीव्रता-निर्भर; (3) बढ़ाया जब उपचार की अवधि 5 लंबी थी; और (4) उच्चतर जब 2 दिशात्मक TTFields प्रत्येक oth को लंबवत लागू किया गया थाएर, एक ही दिशा 1 से लागू बिजली क्षेत्र की तुलना में। उपरोक्त निष्कर्षों के आधार पर, ट्यूमर बिस्तर 12 , 13 में बिजली के क्षेत्र की तीव्रता को अधिकतम करने के लिए रोगियों की त्वचा पर स्थानीयकृत ट्रांसड्यूसर सरणियों के 2 सेटों का उपयोग करते हुए लंबे समय के लिए रोगियों को टीटीफील्ड लागू किया जा सकता है।
इन विट्रो में कैंसर कोशिकाओं पर टीटीफिल्ड के प्रभावों का अध्ययन करना वर्तमान में विशिष्ट ट्यूमर प्रकार पर लागू होने वाली इष्टतम आवृत्ति को निर्धारित करने का एकमात्र तरीका प्रदान करता है। इष्टतम आवृत्ति के लिए परीक्षण एक उपकरण की आवश्यकता होती है जो 100-500 kHz की सीमा में विभिन्न आवृत्तियों के आवेदन की अनुमति देता है और सेल संस्कृति के लिए 3 वी / सेमी रूट अर्थ स्क्वायर (आरएमएस) की तीव्रता पर देता है। TTFields अनुप्रयोग गर्मी पैदा करता है, के रूप में, आवेदन प्रणाली तापमान पर तंग नियंत्रण बनाए रखने के दौरान अत्यधिक गर्मी को नष्ट करने की क्षमता की आवश्यकता है।
कई डिवाइस werई साल भर विकसित कोशिका संवर्धन 1, 2, 5, 14, 15, 16 के लिए TTFields आवेदन के लिए अनुमति देने के लिए। इन उपकरणों में से सभी में, इस्तेमाल किया इलेक्ट्रोड ऐसी इलेक्ट्रोड सतह पर इलेक्ट्रॉन विनिमय और मध्यम 1 में विषाक्त धातु आयनों की रिहाई के रूप में प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड, के उपयोग के साथ शामिल चेतावनियां से बचने के लिए अछूता रहे थे। विभिन्न TTFields आवेदन प्रणाली का परीक्षण किया के बीच मुख्य अंतर है, या तो इलेक्ट्रोड इन्सुलेटर 2, 14, 15, 16 की एक पतली फिल्म के साथ या एक उच्च ढांकता हुआ-निरंतर सामग्री के साथ अछूता धातु तारों से बना (जैसे के साथ इस्तेमाल किया इलेक्ट्रोड इन्सुलेशन के प्रकार है नेतृत्व मैग्नीशियम niobate नेतृत्व titanatई (पीएमएन-पीटी) 6 जबकि अछूता-तार इलेक्ट्रोड TTFields अनुप्रयोग के लिए एक अपेक्षाकृत सरल और लागत प्रभावी समाधान प्रदान करते हैं, वे 1 वी / सेमी सीमा से ऊपर प्रभावी विद्युत क्षेत्र की तीव्रता प्राप्त करने के लिए आवश्यक उच्च वोल्टेज तक सीमित होते हैं और सेल चढ़ाना के लिए उपलब्ध सतह से, क्योंकि इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी अपेक्षाकृत छोटी है। उच्च ढांकता हुआ निरंतर सामग्री के उपयोग से पृथक इलेक्ट्रोडों पर आधारित सिस्टम विशेष डिजाइन और विनिर्माण क्षमताओं की आवश्यकता होती है, फिर भी उन्हें उच्च वोल्टेज की आवश्यकता नहीं होती है और इलेक्ट्रोड के बीच कोशिका वृद्धि के लिए एक बड़ा क्षेत्र प्रदान कर सकते हैं।
इस काम में इस्तेमाल किए जाने वाले इन विट्रो एप्लीकेशन सिस्टम में टीटीफील्ड सिस्टम के उत्तरार्द्ध वर्ग के हैं, जिसमें मुख्य इकाई पेट्री डिश (TTFields dish, TTFields dish, देखें चित्रा 1 ) है, जो उच्च ढांकता हुआ निरंतर सिरेमिक ( यानी पीएमएन-पीटी) से बना है। इलेक्ट्रोड के दो जोड़े बाहरी वायर पर लंबवत रूप से मुद्रित होते हैंएलसीई के टीटीफील्ड डिश के लिए 2 दिशाओं से विद्युत क्षेत्र के आवेदन की अनुमति देने के लिए। इलेक्ट्रोड एक sinusoidal waveform जनरेटर और एक एम्पलीफायर से जुड़े हैं, जो 50-500 kHz की आवृत्ति रेंज में TTFields अनुप्रयोग के लिए अनुमति देते हैं अत्यधिक गर्मी को नष्ट करने के लिए, टीटीफील्ड के डिश को प्रशीतित इनक्यूबेटर के अंदर रखा जाता है, साथ ही तापमान द्वारा नियंत्रित तापमान के नियंत्रण के साथ डिश तापमान की निरंतर निगरानी और सिस्टम द्वारा लागू वोल्टेज के समायोजन का उपयोग किया जाता है। व्यवहार में, कम तापमान में इनक्यूबेटर की स्थापना से बिजली क्षेत्र की तीव्रता बढ़ जाती है, क्योंकि प्रणाली में वोल्टेज बढ़ जाती है जब तक कि डिश के भीतर लक्ष्य तापमान हासिल नहीं हो जाता। डिश के भीतर तापमान और इनक्यूबेटर के तापमान के बीच का तापमान तापमान के ढाल पर निर्भर करता है, कुछ वाष्पीकरण हो सकता है; इसलिए, पर्याप्त माध्यमिक विकास दर बनाए रखने के लिए हर 24 घंटे में संस्कृति माध्यम को बदलने की जरूरत है।
नीचे प्रोटोकॉलकैंसर कोशिकाओं को TTFields आवृत्तियों के आवेदन अनुकूलन करने के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रिया का वर्णन इतना है कि सेल में एक अधिकतम कमी की गिनती और जीवित कोशिकाओं की क्षमता में कमी के रूप में कालोनियों हासिल कर रहे हैं।
Protocol
1. इन विट्रो आवेदन प्रणाली में TTFields - बेस प्लेट और डिश रखरखाव
- नल का पानी चल रहा है के तहत व्यंजन और पकवान कवर रिंस करें। फिर विआयनीकृत जल और हवा शुष्क चेहरा नीचे के साथ कुल्ला।
- एक कीमोथेरेपी एजेंट / दवा एक पूर्व प्रयोग में बर्तन में जोड़ दिया गया है, एक 5% प्रकाश डिटर्जेंट समाधान के साथ प्रत्येक पकवान भरने और रात भर छोड़ दें।
- अच्छी तरह से नल का पानी चल रहा पकवान अंदर डिटर्जेंट के किसी भी निशान से बचने के लिए के नीचे बर्तन धो लें। बर्तन धो लें और पकवान विआयनीकृत जल और नीचे एयर सूखी चेहरे के साथ शामिल किया गया।
- नसबंदी बैग में उनके कवर के साथ साफ और सूखा व्यंजन डालें। सील और एक आटोक्लेव में बैग जगह, साथ बर्तन नीचे का सामना। 121 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं पर 30 मिनट के लिए आटोक्लेव।
- एक सूखी कार्यक्रम पर आटोक्लेव सेट, आंशिक रूप से आटोक्लेव दरवाजा खोलने, और 30 मिनट के लिए व्यंजन सूखी।
- एक कपड़े हल्के से 70% इथेनॉल से सिक्त के साथ बेस प्लेट साफ कर लें। </ Ol>
- जैसा कि अनुभाग 1 में वर्णित है, स्वच्छ और बाँझ टीटीफिल्ड डिश और कवर तैयार करें। एक कपड़ा के साथ बेस प्लेट पाइप को हल्के से 70% इथेनॉल के साथ सिक्त किया गया।
- बेस प्लेट पर कवर के साथ टीटीफील्ड के डिश को धीरे-धीरे डिश पर दबाकर और करीब 5 मिमी तक घूर्णन घूमते हुए डिब्बे की रिम बेस प्लेट पर तीन पिनों पर ताला लगाकर रखें। प्रत्येक डिश के तल पर एक बाँझ 22-मिमी कंडोलिप (प्लास्टिक या गिलास का इलाज) रखें।
- पूर्ण विकास माध्यम में सेल निलंबन तैयार करें (डलबेको के संशोधित ईगल के माध्यम से यू -87 एमजी और एफ 9 8 के लिए; एबीआईएम 277 और ओवायवायसीआर -3 के लिए; सामग्री सूची)
नोट: सीईओll सांद्रता प्रकार की कोशिकाओं और प्रयोग की अवधि पर निर्भर करती है, 80% -90% संगामी कोशिकाओं की वृद्धि प्रयोग के अंत से पार नहीं किया जाना चाहिए।
चेतावनी: मानव सेल लाइनों एक जैविक खतरा प्रतिनिधित्व कर सकते हैं और उचित सुरक्षा उपायों के साथ संभाला जाना चाहिए। - सेल निलंबन (आमतौर पर 5,000-20,000 एक 72 घंटे के प्रयोग के लिए 200 μL में कोशिकाओं, दोहरीकरण समय के आधार पर) के 200 μL प्रत्येक coverslip के केंद्र में एक बूंद के रूप में रखें और पकवान lids के साथ कवर किया।
- एक सीओ 2 इनक्यूबेटर में 37 डिग्री सेल्सियस पर सेते हैं जब तक कोशिकाओं पालन; एक रात में ऊष्मायन इस स्तर पर संभव है।
- ड्रॉप एक 200 या 1,000 μL पिपेट का उपयोग कर से तरल पदार्थ Aspirate।
- धीरे पूरा विकास का माध्यम के 2 मिलीलीटर विंदुक प्रत्येक पकवान भरने के लिए। विंदुक के लिए एक बाँझ टिप का उपयोग करें और धीरे हवा के बुलबुले कभी कभी स्लाइड के तहत पकड़ा जारी करने के लिए coverslip किनारों पर टैप करें।
- उनकी पलकों के साथ बर्तन कवर और उन्हें इन की जगहTTFields उपचार की शुरुआत तक 37 डिग्री सेल्सियस पर एक सीओ 2 इनक्यूबेटर आईडीई।
- एक प्रशीतित सीओ 2 इनक्यूबेटर से जुड़ी TTFields व्यंजनों के साथ बेस प्लेट स्थानांतरित करें।
नोट: में इन विट्रो TTFields आवेदन गर्मी उत्पन्न होगा; इसलिए, एक प्रशीतित इनक्यूबेटर व्यंजनों की वार्मिंग के लिए क्षतिपूर्ति करने की आवश्यकता है। उच्चतर TTFields तीव्रता अधिक गर्मी का उत्पादन होगा और कम इनक्यूबेटर परिवेश तापमान (तालिका 1 देखें) की आवश्यकता होगी। नैदानिक प्रासंगिक TTFields तीव्रता हासिल कर रहे हैं TTFields आवेदन के लिए इनक्यूबेटर तापमान 18-30 डिग्री सेल्सियस की सीमा में है जब। - बेस प्लेट के लिए फ्लैट केबल महिला कनेक्टर से कनेक्ट करें। पर TTFields जनरेटर स्विच।
- इन विट्रो आवेदन सिस्टम सॉफ्टवेयर में TTFields शुरू और प्रयोग सेटिंग का चयन करें।
- एक नया प्रयोग को परिभाषित करें। exp का नाम टाइप करेंeriment और कंप्यूटर स्क्रीन पर सॉफ्टवेयर यूजर इंटरफेस में प्रयोग मालिक। प्रत्येक पकवान या बेस प्लेट के लिए आवृत्ति और लक्ष्य तापमान को समायोजित करें।
- सॉफ्टवेयर का उपयोग कर TTFields अनुप्रयोग प्रारंभ करें।
- सत्यापित करें कि सभी बर्तन ठीक से जुड़े हुए हैं और मॉनिटर पर हल्के नीले रंग दिखाई देते हैं। एक डिश एक लाल फ्रेम के साथ परिक्रमा की है (जिसका अर्थ है कि यह ठीक से जुड़ा हुआ नहीं है), यह धीरे नीचे प्रेस और धीरे धीरे आगे और पीछे बारी बारी से जब तक संपर्क बहाल कर रहे हैं और पकवान हल्के नीले रंग दिखाई देता है।
- अप करने के लिए 24 घंटे के लिए चल रहा है इन विट्रो आवेदन प्रणाली में TTFields छोड़ दें।
- प्रयोग अपने अंतिम बिंदु तक पहुँच जाता है, सॉफ्टवेयर में प्रयोग समाप्त करें बटन पर क्लिक करके प्रयोग को रोकने और 5. यदि नहीं तो चरण, रोकें प्रयोग पर क्लिक करें आगे बढ़ें।
- बेस प्लेट से फ्लैट केबल कनेक्टर डिस्कनेक्ट कर दें। एक लामिना का प्रवाह कैबिनेट में इनक्यूबेटर से व्यंजनों के साथ बेस प्लेट निकालें।
- सभी डिश में मध्यम बदलेंहर 24 घंटे में ई होता है और प्रशीतित इनक्यूबेटर को बेस प्लेट लौटाता है। फ्लैट केबल का प्रयोग करके जनरेटर को बेस प्लेट से कनेक्ट करें। जारी रखें बटन पर क्लिक करके प्रयोग जारी रखें
- प्लेट निलंबन उसी निलंबन के साथ और इसी तरह की सतह पर जो टीटीफिल्ड-नमूनों को चढ़ाने के लिए इस्तेमाल किया जाता था।
- 37 डिग्री सेल्सियस पर सीओ 2 इनक्यूबेटर में नियंत्रण व्यंजन रखें
- TTFields- इलाज डिश मध्यम शर्तों से मेल खाने के लिए हर 24 घंटे व्यंजन में मध्यम बदलें।
- END EXPERIMENT पर क्लिक करने के बाद, सिस्टम से सभी रिकॉर्ड्स को पुनर्प्राप्त करने के लिए सॉफ़्टवेयर का इंतजार करें और रिकॉर्ड को कंप्यूटर पर सहेजें।
- तापमान, वर्तमान और प्रतिरोध लॉग एफ की समीक्षा करने के लिए रिपोर्ट बटन का उपयोग करेंप्रत्येक बेस प्लेट के आइल्स यह सत्यापित करने के लिए कि सभी व्यंजन प्रयोगात्मक योजना के अनुसार व्यवहार किए गए थे।
नोट: प्रयोग की समाप्ति के बाद सभी रिपोर्ट और लॉग कंप्यूटर पर सहेजे जाते हैं और किसी भी समय समीक्षा की जा सकती है। - टीटीफील्ड जनरेटर बंद करें
- बेस प्लेट से फ्लैट केबल को डिस्कनेक्ट करें और इनक्यूबेटर से निकालें।
- सिरेमिक डिश को हटाने के लिए, नीचे दबाएं और बेस्ट प्लेट से इसे अनलॉक करने के लिए डिवाइक्लॉक्वाइड डिब्बे बंद करें।
- बर्तन एक लामिना का प्रवाह कैबिनेट में ले लो और aseptically coverslips हटा दें उन्हें आगे के निरीक्षण और मूल्यांकन के लिए ताजा माध्यम या फॉस्फेट-बफर्ड खारा (पीबीएस) वाले पेट्री डिश में बाँझ डालें
- कोशिका गिनती
- प्रत्येक कंडोलिप युक्त पकवान से मध्यम / पीबीएस निकालें।
- प्रत्येक डिश के लिए 0.25% ट्रिप्सिन / ईडीटीटी के 0.5 एमएल जोड़ें और सीओ 2 इनक्यूबेटर में 37 डिग्री सेल्सियस तक के लिए 10 मिनट ( यानी, जब तक कि कोशिकाओं को कवरलिप सतह से अलग नहीं करना शुरू हो) के लिए सेवन करें।
- ट्रिप्सिन को बेअसर करने के लिए पूर्ण विकास माध्यम के 0.5 एमएल जोड़ें और धीरे-धीरे pipetting ऊपर और नीचे से कोशिकाओं को फिर से निलंबित।
- किसी भी मानक सेल गिनती तकनीक का उपयोग करके कोशिकाओं की गणना करें जो कम सेल सांद्रता ( जैसे, लगभग 20,000 कोशिकाओं / एमएल) की गणना के साथ संगत है।
- क्लोनोजेनिक परख
- प्रत्येक डिश से नए, बाँझ पेट्री डिश या 6-अच्छी तरह से प्लेटों में एक समान संख्या में कोशिकाओं (प्रति डिश में 100-500 कोशिकाओं) प्लेट 2 मील ताजा पूर्ण विकास माध्यम युक्त होते हैं।
- एक सीओ 2 इनक्यूबेटर में 37 डिग्री सेल्सियस के लिए 1-3 सप्ताह (प्रत्येक सेल लाइन के गुणों के आधार पर) सेते हैं, जब तक कि ~ 50 कोशिकाओं के शामिल कालोनियों का गठन नहीं होता है। सेल का मूल्यांकन करेंप्रकाश सूक्ष्मदर्शी द्वारा प्रति कॉलनी संख्या
- मध्यम निकालें और पीबीएस के साथ कुल्ला।
- पीबीएस निकालें और बर्फ-ठंडा मेथनॉल (1 एमएल) जोड़ें। 10 मिनट या उससे अधिक के लिए -20 डिग्री सेल्सियस पर सेते हैं।
- मेथनॉल निकालें
- क्रिस्टल वायलेट समाधान जोड़ें (पानी में 25% वी / वी मेथनॉल में 0.1% वाय / वी) और 20 मिनट के लिए सेते हैं।
सावधानी: क्रिस्टल वायलेट एक संभावित कैसरजन है; क्रिस्टल वायलेट के साथ काम करते समय दस्ताने का उपयोग करें - क्रिस्टल बैंगनी निकालें, विआयनीकृत पानी के साथ 3 बार धो लें, और वायु शुष्क।
- प्रत्येक डिश में बनाई गई कालोनियों की गणना करें
2. प्रयोग सेटअप
नोट: इस प्रोटोकॉल में उपयोग किए जाने वाले सभी उपकरण और सामग्रियों को सामग्री सूची में वर्णित किया गया है। नीचे दिए गए सभी चरणों को एक लामिना का प्रवाह कैबिनेट के अंदर किया जाना चाहिए जबकि बाँझ शर्तों को बनाए रखा जाना चाहिए।
3. TTFields आवेदन
4. नियंत्रण नमूने
नोट: TTFields-treated cells को छोड़कर TTFields-treated cells के समान परिस्थितियों में नियंत्रण कक्षों को बढ़ाएं।
5. प्रयोग समाप्त
6. टीटीफील्ड के प्रभाव का मूल्यांकन
नोट: टीटीफील्ड के प्रभाव कई मायनों में निर्धारित किए जा सकते हैं। अनुपचारित नियंत्रण कक्षों में उत्पीड़ित कोशिकाओं की तुलना करने के लिए एक या अधिक निम्न विधियों का उपयोग करें:
Representative Results
जब विभिन्न आवृत्तियों स्कैनिंग TTFields आवेदन के बाद परिणाम इस तरह के सेल की गिनती, वर्णमिति assays, clonogenic assays, और परीक्षाओं एक Boyden कक्ष का उपयोग कर हमलावर कोशिकाओं की संख्या एक विशेष उच्च दीवार TTFields के अंदर रखा में बदलाव पर के रूप में विभिन्न assays, के आधार पर मात्रा निर्धारित किया जा सकता है सेल संस्कृति पकवान। सावधान प्रयोगात्मक पूर्व निर्धारित सेल दोहरीकरण समय के आधार पर नियोजन कोशिकाओं उपचार अवधि के दौरान mitotic घटनाओं की अधिकतम संख्या तक पहुंचने के लिए, इस प्रकार उपचार के परिणामों को अधिकतम करने की अनुमति देगा।
(यानी, मानव डिम्बग्रंथि के कैंसर कोशिकाओं; चित्रा 2A) चित्र 2 औसत कोशिकाओं की संख्या (यानी, कोशिकाओं की संख्या) और A2780 के clonogenic परख के लिए एक विशिष्ट आवृत्ति परिणाम स्कैन दिखाता है 7 और एफ 98 (यानी, चूहे तंत्रिकाबंधार्बुद कोशिकाओं;"> चित्रा 2 बी) 1 दो दिशात्मक TTFields (आवृत्ति रेंज: 100-500 किलोहर्ट्ज़, आरएमएस: 1.7 वी / सेमी, और इनक्यूबेटर तापमान: 18 डिग्री सेल्सियस) के साथ इलाज किया। परिणाम सभी लागू आवृत्तियों पर सेल गिनती में एक महत्वपूर्ण कमी का प्रदर्शन , सभी सेल लाइनों के लिए 200 kHz पर अधिकतम कमी की जांच की गई है (कई तरह की तुलना के साथ एक तरफा एनोवा)। क्लोनोजेनिक क्षमता में उच्चतम कमी के लिए इष्टतम आवृत्ति ए 2780 और एफ 9 8 कोशिकाओं ( आंकड़े 2 बी और सी ) दोनों के लिए समान थी। प्रत्येक आवृत्ति पर सेल नंबर और क्लोनोजेनिक प्रभाव के बीच पियरसन सहसंबंध गुणांक क्रमशः A2780 और F98 के लिए 0.967 (पी = 0.002) और 0.755 (पी = 0.083) था।
चित्रा 3 चित्रा 3 OVCAR-3 ( यानी, मानव डिम्बग्रंथि कैंसर कोशिकाओं; चित्रा 3 ए ) और यू -87 एम के लिए औसत सेल गणना के लिए एक आवृत्ति स्कैन परिणाम दर्शाता हैजी ( यानी, मानव ग्लियोमा कोशिकाओं; चित्रा 3 बी ) टीटीफिल्ड के दो दिशाओं के साथ अलग-अलग तीव्रता (आरएमएस: 1.7, 1.3, और 1.0 वी / सेमी, क्रमशः और इनक्यूबेटर तापमान: 18 डिग्री सेल्सियस, 24 डिग्री सेल्सियस और 28 डिग्री सी, क्रमशः)। परिणाम दर्शाते हैं कि 1.3-वी / सेमी टीटीफिल्ड (इनक्यूबेटर तापमान: 24 डिग्री सेल्सियस) के साथ इलाज के बाद OVCAR-3 सेल की गिनती में एक महत्वपूर्ण कमी अभी भी है, जबकि परिणाम प्राप्त की तुलना में तुलनात्मक रूप से छोटा होता है जब कोशिकाओं का इलाज होता है 1.7 वी / सेमी (इनक्यूबेटर तापमान: 18 डिग्री सेल्सियस) के साथ। 1.0-वी / सेमी टीटीफिल्ड (इनक्यूबेटर तापमान: 28 डिग्री सेल्सियस) के साथ इलाज किये जाने वाले यू -87 एमजी कोशिकाओं में सेल नंबर की संख्या में 1.7 वी / सेमी के साथ होने पर भी एक समान प्रवृत्ति होती है, फिर भी प्रभाव तीव्रता में कम नहीं है ।
Figurई 1 टीटीफील्ड के डिश बेस प्लेट इकाई पर स्थापित किए गए थे और फ्लैट टीटीफिल्ड नियंत्रण केबल से जुड़े थे। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 2 (ए) A2780 और (बी) F98 कोशिकाओं के लिए इष्टतम TTFields निरोधात्मक आवृत्ति के निर्धारण के लिए फ़्रिक्वेंसी स्कैन। सेल को विभिन्न आवृत्तियों (1.7 वी / सेमी और 100-500 किलोहर्ट्ज) के टीटीफिल्ड के साथ 72 घंटे के लिए इलाज किया गया था। टीटीफील्ड उपचार के प्रभाव का अनुमान लगाया गया था कि सेल गिनती और क्लोनोजेनिक एशेज का उपयोग किया गया था। तीर इष्टतम आवृत्ति को इंगित करता है। परिणाम औसत दर्जे का प्रतिनिधित्व करते हैं - कम से कम 6 पर आधारित एसडी प्रत्येक आवृत्ति के परीक्षण के लिए प्रतिकृति करता है ( सी ) क्लोनोजेनिक एस की प्रतिनिधि छवियों विभिन्न आवृत्तियों पर TTFields उपचार के बाद A2780 कोशिकाओं के urvival। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 3 (ए) ओवीएसीएआर -3 और (बी) यू -87 एमजी कोशिकाओं के लिए इष्टतम टीटीफिल्ड्स निरोधात्मक आवृत्ति के निर्धारण के लिए फ़्रिक्वेंसी स्कैन। सेल को विभिन्न आवृत्तियों (100-500 किलोहर्ट्ज) और तीव्रता (ओवीसीएआर -3: 1.3 और 1.7 वी / सेमी; यू -87 एमजी: 1.0 और 1.7 वी / सेमी) के टीटीफिल्ड के साथ 72 घंटे के लिए इलाज किया गया था। टीटीफील्ड के इलाज के प्रभाव का अनुमान लगाया गया था कि सेल की गणना। तीर इष्टतम आवृत्ति को इंगित करता है। परिणाम औसत का प्रतिनिधित्व करते हैं ± एसडी कम से कम 6 पर आधारित प्रत्येक आवृत्ति में परीक्षण की जांच।स्नातकोत्तर "target =" _ blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
| इनक्यूबेटर परिवेश के तापमान | उम्मीद TTFields तीव्रता |
| (सी) | (वी / सेमी आरएमएस) |
| 18 | 1.62 |
| 19 | 1.55 |
| 20 | 1.48 |
| 21 | 1.41 |
| 22 | 1.33 |
| 23 | 1.26 |
| 24 | 1.19 |
| 25 | 1.12 |
| 26 | 1.04 |
| 27 | 0.97 |
| 28 | 0.9 |
| 29 | 0.83 |
| 0.76 |
तालिका 1. इनक्यूबेटर परिवेश के तापमान और TTFields पकवान अंदर TTFields तीव्रता की उम्मीद।
Discussion
टीटीफिल्ड एक उभरती हुई ट्यूमर ट्यूमर हैं, जो कि इलेक्ट्रानिक फील्ड 1 , 2 , 8 , 9 , 10 , 17 के ठीक से ट्यूनेड के निरंतर आवेदन पर आधारित हैं। एंटी ट्यूमर की प्रभावकारिता बढ़ाना सभी उपचार विधियों के लिए एक वांछनीय परिणाम है। इस प्रकार, कैंसर कोशिका वृद्धि निषेध के हर अतिरिक्त प्रतिशत के लिए "लड़ाई" रोगियों के लिए दीर्घावधिक नैदानिक परिणाम पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। यह TTFields आवेदन की आवश्यक निरंतर प्रकृति और इसके परिणामस्वरूप संचयी प्रभाव के कारण है। अधिकतम TTFields आवेदन कई मायनों में प्राप्त किया जा सकता है: (1) बिजली क्षेत्र की तीव्रता 1 , 7 , (2) लंबी अवधि की उपचार अवधि 5 , (3) सबसे प्रभावी combinati ढूँढने18 , 1 9 और अन्य उपचार विधियों के साथ , इष्टतम आवृत्ति 1 , 2 , 4 , 6 , 7 को परिभाषित करता है। ट्यूमर के क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र की तीव्रता को अधिकतम करना रोगी की त्वचा पर सरणियों के स्थान को अनुकूलित करके प्राप्त किया जाता है; यह मरीज 20 की व्यक्तिगत शरीर रचना विज्ञान के आधार पर ट्यूमर के लिए अधिक से अधिक क्षेत्र तीव्रता की डिलीवरी के लिए अनुमति देता है। लंबे समय तक इलाज की अवधि ज्यादातर उपचार के साथ रोगी अनुपालन पर निर्भर करती है (कम से कम 18 घंटे प्रति दिन) 17 । अन्य उपचारों के साथ सही संयोजन ढूंढना और इष्टतम आवृत्ति का निर्धारण करना इन विट्रो परिणामों पर बहुत अधिक निर्भर करता है, क्योंकि टीटीफील्ड उपचार परिणामों के लिए कोई मान्य मार्कर वर्तमान में उपलब्ध नहीं हैं। इस काम में हमने प्रायोगिक पी को रेखांकित किया हैrocedures TTFields इन विट्रो आवेदन प्रणाली का उपयोग कर कैंसर सेल लाइनों के लिए इष्टतम TTFields आवृत्ति निर्धारित करने के लिए की आवश्यकता है। तरीकों यहाँ वर्णित संभावित TTFields के साथ अन्य कैंसर के इलाज के तौर तरीकों (जैसे, रसायन चिकित्सा तत्वों या विकिरण) के संयोजन स्क्रीन करने के लिए और प्रत्येक विशिष्ट संयुक्त उपचार के लिए TTFields प्रशासन के लिए इष्टतम आवृत्ति निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता।
पिछले प्रकाशनों के साथ लाइन में, यहाँ दिखाया गया है परिणाम दर्शाते हैं कि दोनों तंत्रिकाबंधार्बुद कोशिकाओं और डिम्बग्रंथि के कैंसर कोशिकाओं के उपचार के लिए इष्टतम आवृत्ति 200 kHz 1, 7 है। इस काम में, हम पहली बार है कि clonogenic संभावित कम करने के लिए इष्टतम TTFields आवृत्ति आवृत्ति है कि अधिक से अधिक साइटोटोक्सिक प्रभाव की ओर जाता है साथ जुड़ा हुआ है के लिए प्रदर्शन किया। (यानी, साइटोटोक्सिक और clonogenic) एक इस काम में इस्तेमाल किया तरीकों TTFields के प्रभाव अंदाजा लगानाकेवल कई संभव मानक endpoint assays के दो फिर से उपचार के परिणामों का मूल्यांकन करने के। अतिरिक्त उपचार परिणाम परीक्षणों में शामिल हैं: (1) फिक्सिंग, धुंधला, और coverslips जिस पर कोशिकाओं intracellular संरचनाओं के दृश्य के लिए एक खुर्दबीन से अधिक प्लेटेड रहे हैं बढ़ते; (2) प्रोटीन और आरएनए निष्कर्षों की assays प्रदर्शन, या तो TTFields व्यंजन स्वयं से या एक नया डिस्पोजेबल पकवान से coverslip के हस्तांतरण के बाद; और (3) प्रवाह cytometry विश्लेषण के लिए दाग कोशिकाओं trypsinizing।
सावधान प्रयोगात्मक नियोजन TTFields के प्रसव के बाद उपचार के परिणामों को प्रभावित करेगा। प्रमुख चरणों सुनिश्चित करना है कि प्रयोग के दौरान कोशिका प्रसार अतिवृद्धि लिए नेतृत्व नहीं करता और उचित विद्युत क्षेत्र की तीव्रता का उपयोग कर, तीव्रता कि बहुत अधिक जब संवेदनशील सेल लाइनों के लिए लागू भी कुछ कोशिकाओं में परिणाम की आवश्यकता assays निर्धारित करने के लिए कर रहे हैं के रूप में शामिल इष्टतम आवृत्ति। इसके विपरीत, TTFields बहुत कम तीव्रता पर लागूकम संवेदनशील सेल लाइनों पर छोटे प्रभाव पाएंगे जो अंतर्निहित भिन्नता से मुखौटा हो सकते हैं। उपचार लॉग पूरे तापमान में स्थिरता, विद्युत धाराओं और प्रत्येक डिश के लिए प्रतिरोध के बारे में बहुमूल्य जानकारी के लिए जांच की जानी चाहिए। इलाज के दौरान दोषपूर्ण व्यंजनों को बदलने और एक डिश के डेटा को छोड़कर जो वांछनीय उपचार के मानकों को पूरा नहीं करता, प्रतिकृतियां के बीच परिवर्तनशीलता को कम करेगा।
संक्षेप में, टीटीफील्ड एक उभरती एंटीकैंसर उपचार के साधन हैं जो नैदानिक सेटिंग्स 8 , 9 , 10 में पहले से ही प्रभावकारिता और सुरक्षा का प्रदर्शन कर चुके हैं। वर्णित प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए एक इन विट्रो सेटिंग में टीटीफिल्ड का परीक्षण नैदानिक सेटिंग में TTFields उपचार पैरामीटर के अनुकूलन के लिए अनुमति दे सकता है और कार्रवाई की अंतर्निहित तंत्र की हमारी समझ को व्यापक कर सकता है
Disclosures
पोरेट यारा, गिल्दी मोशे, शनीडरमैन एस। रोजा, ब्लाट रोनी, शेटिंगौज़ अन्ना, ज़ीवी इनाव, मोंस्टर मिजल, वोलोशिन तली, कयानान नोए, ताल ओरना और किरसन डी। एलोन डी नोवोक्यूयर लिमिटेड, इजराइल में कर्मचारियों को भुगतान किया जाता है। वेनबर्ग उरी नोवोक्यूयर जीएमबीएच, ल्यूज़र्न का भुगतान कर्मचारी है। योरम पाल्ती नोवोक्योर लिमिटेड, एनवाई में एक शेयरधारक है।
Acknowledgments
लेखक कोई स्वीकृतियां की है।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| inovitro system and software | Novocure | ITG1000 and IBP1000 | Each unit contains 1 TTFields generator, 1 base plate, 8 TTFields dishes with covers and 1 flat cable. |
| Sterilization bags | Westfield medical | 24882 | |
| Plastic cover slides | Thermo Scientific (NUNC) | 174977 | Pre treated and sterilized |
| Glass cover slides | Thermo Scientific (Menzel-Gläser) | CB00220RA1 | Sterilize if necessary |
| Dulbecco’s modified Eagle’s medium | Biological Industries (Israel) | 01-055-1A | Warm in 37 °C water bath before use |
| RPMI 1640 | Gibco | 21875-034 | Warm in 37 °C water bath before use |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Biological Industries (Israel) | 04-007-1A | Warm in 37 °C water bath before use |
| L-Glutamine 200 mM (100x) | Gibco | 25030-029 | |
| Pen/Strep (10,000 U/mL Penicillin, 10,000 µg/mL Streptomycin) | Gibco | 15140-122 | |
| Sodium Pyruvate solution 100 mM | Biological Industries (Israel) | 03-042-1B | |
| Hepes buffer 1 M | Biological Industries (Israel) | 03-025-1B | |
| Insuline solution from bovine pancreas | Sigma-Aldrich | 10516-5ML | |
| 0.25% Trypsin/EDTA | Biological Industries (Israel) | 03-050-1B | Warm in 37 °C water bath before use |
| Methanol | Merck | 1.06009.2511 | Cool to -20 °C in the freezer before use |
| Crystal violet | Sigma-Aldrich | 120M1445 | Harmful. Prepare 0.1% w/v crystal violet solution in 25% Methanol 75% water. |
| Light detergent | Alcononx | 242985 | Prepare 5% solution in water, or according to manufacurer's instrutions. |
| PBS | Biological Industries (Israel) | 02-023-1A | Without calcium and magnesium |
| A2780 | ECACC | 93112519 | Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM) and Hepes buffer (12 mM). |
| F98 | ATCC | CRL-2397 | Grow in Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM) and glutamine (2 mM). |
| Ovcar-3 | ATCC | HTB-161 | Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (20%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM), Hepes buffer (12 mM) and insulin (10 µg/mL). |
| U-87 MG | ATCC | HTB-14 | Grow in Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/mL), sodium pyruvate (1 mM) and glutamine (2 mM). |
| refrigirated CO2 incubator | CARON | 7404-10-3 | |
| Laminar flow cabinet | ADS Laminair | Bio12 and VSM12 |
References
- Kirson, E. D., et al. Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors. Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (24), 10152-10157 (2007).
- Kirson, E. D., et al. Disruption of cancer cell replication by alternating electric fields. Cancer Res. 64 (9), 3288-3295 (2004).
- Gera, N., et al. Tumor treating fields perturb the localization of septins and cause aberrant mitotic exit. PLoS One. 10 (5), (2015).
- Giladi, M., et al. Mitotic disruption and reduced clonogenicity of pancreatic cancer cells in vitro and in vivo by tumor treating fields. Pancreatology. 14 (1), 54-63 (2014).
- Giladi, M., et al. Mitotic Spindle Disruption by Alternating Electric Fields Leads to Improper Chromosome Segregation and Mitotic Catastrophe in Cancer Cells. Sci Rep. 5, 18046 (2015).
- Giladi, M., et al. Alternating electric fields (tumor-treating fields therapy) can improve chemotherapy treatment efficacy in non-small cell lung cancer both in vitro and in vivo. Semin Oncol. 41, S35-S41 (2014).
- Voloshin, T., et al. Alternating electric fields (TTFields) in combination with paclitaxel are therapeutically effective against ovarian cancer cells in vitro and in vivo. Int J Cancer. 139 (12), 2850-2858 (2016).
- Pless, M., Droege, C., von Moos, R., Salzberg, M., Betticher &, D. A phase I/II trial of Tumor Treating Fields (TTFields) therapy in combination with pemetrexed for advanced non-small cell lung cancer. Lung Cancer. 81 (3), 445-450 (2013).
- Stupp, R., et al. Maintenance therapy with tumor-treating fields plus temozolomide vs temozolomide alone for glioblastoma: A randomized clinical trial. JAMA. 314 (23), 2535-2543 (2015).
- Stupp, R., et al. NovoTTF-100A versus physician's choice chemotherapy in recurrent glioblastoma: a randomised phase III trial of a novel treatment modality. Eur J Cancer. 48 (14), 2192-2202 (2012).
- Kanner, A. A., et al. Post Hoc analyses of intention-to-treat population in phase III comparison of NovoTTF-100A system versus best physician's choice chemotherapy. Semin Oncol. 41, S25-S34 (2014).
- Miranda, P. C., Mekonnen, A., Salvador, R., Basser &, J. P. Predicting the electric field distribution in the brain for the treatment of glioblastoma. Phys Med Biol. 59 (15), 4137-4147 (2014).
- Wong, E. T., Lok, E., Swanson &, D. K. An Evidence-Based Review of Alternating Electric Fields Therapy for Malignant Gliomas. Curr Treat Options Oncol. 16 (8), (2015).
- Kim, E. H., et al. Biological effect of an alternating electric field on cell proliferation and synergistic antimitotic effect in combination with ionizing radiation. Oncotarget. , (2016).
- Kim, E. H., Song, H. S., Yoo, S. H., Yoon &, M. Tumor treating fields inhibit glioblastoma cell migration, invasion and angiogenesis. Oncotarget. , (2016).
- Pavesi, A., et al. Engineering a 3D microfluidic culture platform for tumor-treating field application. Sci Rep. 6, 26584 (2016).
- Wong, E. T., Lok, E., Swanson &, D. K. Clinical benefit in recurrent glioblastoma from adjuvant NovoTTF-100A and TCCC after temozolomide and bevacizumab failure: a preliminary observation. Cancer Med. , (2015).
- Kirson, E. D., et al. Chemotherapeutic treatment efficacy and sensitivity are increased by adjuvant alternating electric fields (TTFields). BMC Med Phys. 9, (2009).
- Schneiderman, R. S., Shmueli, E., Kirson, E. D., Palti &, Y. TTFields alone and in combination with chemotherapeutic agents effectively reduce the viability of MDR cell sub-lines that over-express ABC transporters. BMC Cancer. 10, 229 (2010).
- Connelly, J., et al. Planning TTFields treatment using the NovoTAL system-clinical case series beyond the use of MRI contrast enhancement. BMC Cancer. 16 (1), (2016).
