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Cancer Research

Desarrollo de un modelo humano de preclínico de osteoclastogénesis de monocitos de sangre periférica cultivadas conjuntamente con líneas de células de cáncer de mama

Published: September 13, 2017 doi: 10.3791/56311

Summary

Este protocolo describe el desarrollo de un en vitro preclínicos modelo humano de osteoclastogénesis de monocitos de sangre periférica con líneas de celulares de cáncer de mama para imitar la interacción de osteoclastos células de cáncer. El modelo podría utilizarse para mejorar nuestra comprensión de la formación de metástasis ósea y mejorar las opciones terapéuticas.

Abstract

La interferencia entre células tumorales y las células óseas en el microambiente óseo es fundamental para comprender el mecanismo de formación de metástasis ósea. Hemos desarrollado un en vitro totalmente humano modelo preclínico de cocultivo de células de cáncer de mama y monocitos en la diferenciación a osteoclastos. Hemos optimizado un modelo de osteoclastogénesis a partir de una muestra de sangre periférica de donantes sanos. Las células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) primero fueron separadas por centrifugación de gradiente de densidad, sembradas a una densidad alta e inducidas a distinguir mediante la adición de dos factores de crecimiento (GFs): receptor activador del factor nuclear-κB ligando (RANKL) y macrófagos factor estimulante de colonias (MCSF). Las células se dejan en cultivo durante 14 días fijos y analizadas por análisis aguas abajo. En las metástasis óseas osteolíticas, uno de los efectos de la llegada de células de cáncer de hueso es la inducción de la osteoclastogénesis. Así nos desafió a nuestro modelo con co-cultivos de células de cáncer de mama para estudiar el poder de diferenciación de las células del cáncer con respecto a los GFs. Una forma sencilla de estudiar la interacción de la célula osteoclasto de cáncer debe realizar co-cultivos indirectas basadas en el uso de medio condicionado obtenidos de cultivos de células de cáncer de mama y se mezcla con medio fresco. Esta mezcla se utiliza para inducir la diferenciación de los osteoclastos. También hemos optimizado un método de cultura cooperación directa en que el cáncer de células en diferenciación de monocitos compartan el medio y secretadas factores de intercambio. Se trata de una mejora significativa sobre el método original de cultura cooperación indirecta como los investigadores pueden observar las interacciones recíprocas de los dos tipos celulares y realizar análisis posteriores de las células cancerosas y osteoclastos. Este método nos permite estudiar el efecto de las drogas en el microambiente óseo metastásico y a líneas celulares de semillas que no sean las derivadas de cáncer de mama. El modelo también puede utilizarse para estudiar otras enfermedades como la osteoporosis u otras condiciones de hueso.

Introduction

El hueso es un sitio común de metástasis para los diferentes tipos de tumores primarios como el cáncer de próstata, de pulmón y de mama, con 20-25% de pacientes que desarrollan metástasis óseas en el curso de la enfermedad1,2,3. En particular, el 70% de pacientes con cáncer de mama llevar evidencia de la metástasis del hueso en muerte4. Tumor y células estromales interacción es esencial para la progresión del cáncer en cáncer primario y lesiones secundarias. En el microambiente óseo, metástasis óseas osteolíticas del cáncer de mama dependen de la creación de un círculo vicioso patológico que se produce entre las células cancerosas, las células óseas y el microambiente óseo. Las células cancerosas alteran equilibrio óseo, aumento de resorción de hueso5,6,7.

En condiciones normales y patológicas, los osteoclastos son las células responsables de resorción del hueso, mientras que los osteoblastos, en depósito de nueva matriz, son responsables de la formación de hueso nuevo8. Actividad de los osteoclastos está regulada por los osteoblastos a través de la expresión de RANKL, que se une a su receptor RANK en la superficie de los osteoclasta, inducir la fusión de los osteoclasta, un proceso necesario para la diferenciación a osteoclastos maduros. La inducción de la osteoclastogénesis aumenta la resorción del hueso. Un gran número de estudios en vivo ha mejorado significativamente nuestra comprensión del hueso metástasis formación9,10,11. Las células de cáncer de mama desde el tumor primario y en el microambiente óseo perturban la homeostasis del hueso, promoción de la osteoclastogénesis y8de la resorción del hueso. En este escenario, todas las interacciones moleculares que se producen entre las células cancerosas y osteoclastos son de crucial importancia. Como ya se mencionó, el mecanismo de formación de metástasis de hueso ha sido dilucidado en modelos de ratones en vivo . Sin embargo, además de la necesidad de la aprobación de todos en vivo los experimentos con animales por el Comité de ética, hay varios otros inconvenientes para realizar en vivo experimentos incluyendo métodos desperdiciadores de tiempo y altos costos. Varios autores han combinado modelos en vivo y en vitro preclínicos de osteoclastogénesis usando una línea murina de osteoclastos antes llamado RAW246.79,10,11. Los inconvenientes de este modelo provienen del hecho de que las células ya se han comprometido a convertirse en los osteoclastos y no son de origen humano. Por estas razones, investigación traslacional podría beneficiarse grandemente de la disponibilidad de en vitro modelos preclínicos plenamente humana para estudiar interacciones de celular de cáncer de hueso.

Hemos optimizado un método de osteoclastogénesis en vitro a partir de muestras de sangre periférica12,13. Los osteoclastos derivan de monocitos, que están presentes, aunque en un grado pequeño, en muestras de sangre periférica. Las células mononucleares se separan primero de los eritrocitos y granulocitos en sangre por gradiente de densidad Ficoll; luego se seleccionan gracias a su capacidad para adherirse al sustrato de plástico, a diferencia de los linfocitos. Después de la siembra, las células se cultivan durante 14 días. MCSF y RANKL son GFs requeridos por monocitos diferenciar primero en macrófagos y luego en osteoclastos14,15. MCSF es necesario para toda la duración del ensayo, mientras que el RANKL se utiliza para inducir el proceso de diferenciación en las etapas finales de la osteoclastogénesis. En la fase temprana de la diferenciación, MCSF ayuda a monocitos proliferar y sobrevivir14,15. Durante la segunda parte de la osteoclastogénesis, las células se fusionan y maduran como osteoclastos, que muestra la distribución característica de F actina en anillos y expresan marcadores específicos tales como la fosfatasa ácida tartrato resistente (TRAP) y del receptor de calcitonina (CTR) 14 , 15. nuestro método consiste en Añadir MCSF a la cultura de monocitos para los primeros 7 días de la experiencia y una combinación de MCSF y RANKL de días 7 a 14. Al final del experimento, se analizan la osteoclastogénesis contando las células diferenciadas, como se detalla a continuación.

Los cultivos de monocitos inducidos a distinguir por GFs forman la base de nuestro modelo preclínico. Hemos optimizado un sistema de cocultivo sin GFs para entender mejor el poder de la osteoclastogenic de las células de cáncer de mama. Primero desarrollamos un modelo de co-cultivos indirectas mediante la adición de un medio (80% α-medio esencial mínimo (MEM-α) y 20% acondicionado medio recogieron de un cultivo de células de cáncer de mama que sobre 90% confluente de células experimentaban diferenciación12 . El medio condicionado (no recogido en las condiciones de privación de suero) se recogió después de 24 horas y mezclados con medio fresco en una proporción de 1:4. El medio condicionado había inducido diferenciación osteoclasta significativo con respecto al control negativo. Sin embargo, como la información sobre la interacción recíproca entre células cancerosas y las células óseas se pierde cuando usando co-cultivos indirectas, hemos mejorado nuestro sistema mediante la realización directas co-cultivos. Siembran las células cancerosas en 0.4 μm inserta y los colocaba en los pozos donde las células mononucleares fueron plateadas. Usando este método, las células comparten el mismo medio e intercambian de proteínas secretadas. Así creamos un modelo preclínico plenamente humano de osteoclastogénesis inducida por las células de cáncer13.

Este sistema es extremadamente versátil y puede ser utilizado para fines de investigación, por ejemplo, en estudios farmacológicos investigar el papel de los fármacos en la metástasis del hueso. Nuestro modelo permite estudiar la eficacia y mecanismos de acción de tratamientos dirigidos a hueso o fármacos antitumorales en el microambiente óseo en presencia de células de cáncer13. Diseño de los experimentos con los correctos controles, es decir, las células cancerosas y osteoclastos cultivados individualmente, resulta más fácil comprender el impacto de la cultura de cooperación en la actividad de la droga. Este enfoque se vuelve aún más interesante cuando la droga en estudio apunta ambos cáncer células y osteoclastos, por ejemplo, everolimus16. Este modelo puede utilizarse también para identificar nuevas vías de interacción entre las células cancerosas y las células óseas.

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Protocol

osteoclastos humanos fueron distinguidos de PBMCs de donantes sanos que dieron consentimiento informado para participar en el estudio. El protocolo de estudio fue aprobado por el Comité de ética local, conforme a las normas éticas establecidas en la declaración de Helsinki de 1964.

1. diferenciación de osteoclastos

Nota: recoger buffy o sangre periférica de donantes humanos sanos en EDTA. No use menos de 20 mL de sangre periférica. Buffy coats son preferibles porque tienen una mayor abundancia de células mononucleares. Realizar los siguientes pasos en una campana de cultivo estériles para tejidos.

  1. Sangre EDTA diluido 1:1 con 1 x solución salina tamponada con fosfato (PBS). Resuspender bien.
  2. Capa en los medios de separación de linfocitos (PBS de la sangre: linfocitos separación los medios de comunicación, 2:1) en tubos de 50 mL.
    1. Pipeta de 30 mL de sangre diluida en PBS en un tubo de 50 mL.
    2. Suavemente la arpillera de 15 mL de medio de separación de linfocitos en la parte inferior del tubo de 50 mL.
  3. Centrifugar a 757 × g por 10 min a temperatura ambiente (sin frenos).
  4. Recolección de células mononucleares:
    1. recoger la capa blanca de células mononucleares con una pipeta de 5 mL sin agitar y colocar en un nuevo tubo de 50 mL.
    2. Diluir las PBMCs recogidos con 20 mL de PBS.
  5. Lavar las PBMCs:
    1. centrífuga a 225 x g durante 5 min a temperatura ambiente.
    2. Eliminar el sobrenadante por inversión del tubo. Repetir una vez.
  6. Lisis RBC:
    Nota: Si el precipitado de células es de color rojo, tratar las células con solución tampón de lisis de eritrocitos (véase Tabla de materiales).
    1. Poner el tubo de 50 mL en hielo.
    2. Añadir 5 mL de buffer de lisis de eritrocitos.
    3. Esperar 3-5 minutos para completar la lisis del eritrocito. El tiempo varía según el grado de contaminación de eritrocitos.
    4. Detener la reacción añadiendo 20 mL de PBS.
    5. Centrifugar a 225 x g durante 5 min a temperatura ambiente. Eliminar el sobrenadante por inversión del tubo.
      Nota: Opcional: si se realiza la lisis RBC, lave las PBMCs como se describe abajo.
  7. Lavado PBMCs:
    1. Añadir 20 mL de PBS y centrifugue a 225 x g durante 5 min a temperatura ambiente.
    2. Eliminar el sobrenadante por inversión del tubo.
  8. Resuspenda las células en α-MEM completo (suplementado con glutamina 1% (concentración inicial 100 X) y 10% suero bovino fetal).
  9. Contar las células con una cámara de Neubauer.
    1. Diluir la muestra 1: 100 en ácido acético glacial y 10 μl de la dilución para contar células.
    2. Contar por lo menos dos veces y calcular la media de repeticiones para obtener el número medio total de las células recogidas.
  10. Las células de la placa:
    1. placa de células a una concentración de 750.000 PBMCs por cm 2.
    2. Almacenar células plateadas en una incubadora a 37 ° C en una atmósfera de 5% CO 2.
      Nota: Diseño replica el experimento para incluir controles negativos, que son células que son tratadas con α-MEM completo normal sin MCSF o RANKL GFs. Recuerde realizar cada condición en al menos 3 técnicas. Realizar al menos 3 repeticiones biológicas.
  11. Cambiar el medio suplementado con GFs:
    1. esperar aproximadamente 3 horas después de la siembra de células y luego quitarlo del medio con una pipeta (200-1.000 μl) para eliminar desechos, células sueltas y eritrocitos de.
      Nota: Tenga cuidado al cambiar el medio para evitar el desprendimiento celular.
    2. Agregar nuevo completo α-MEM suplementado con 20 ng/mL de MCSF (500 μL/pocillo).
      Nota: Cuando el co-cultivo con células de cáncer, células de semilla el cáncer el día después de la siembra de PBMC.
  12. Cambiar el medio cada 2-3 días (α-MEM suplementado con 20 ng/mL de MCSF):
    1. descartar el medio de una pipeta de 200-1.000 μl.
    2. Agregar nuevo medio natural por una pipeta de 200-1.000 μl.
  13. 6-7 días después de la siembra de la célula, añadir 20 ng/mL de RANKL a α completa-MEM + MCSF.
  14. Cambiar al medio (α completa-MEM + MCSF + RANKL) cada 2-3 días:
    1. descartar el medio con una pipeta de 200-1.000 μl.
    2. Agregar nuevo medio con una pipeta de 200-1.000 μl. Detener la inducción de la diferenciación 14 días después de la siembra celular.
    3. Medio de desechar y lavar dos veces con PBS.
  15. Fijar las células con paraformaldehido:
    1. dejar seco de las células.
    2. Añadir paraformaldehído al 4% (véase Tabla de materiales).
    3. Incubar por 20 min a temperatura ambiente.
  16. Descartar paraformaldehido y lavar dos veces con 500 μl de PBS.
    PRECAUCIÓN: Paraformaldehido es tóxica; por favor, use guantes, máscara y anteojos.
  17. Permitir que las células se sequen.
  18. Trampa realizar tinción según el fabricante ' instrucciones (véase Tabla de materiales).
  19. Contar osteoclasta-como las células manualmente al microscopio con aumento 10 X; NA 0.30.
    Nota: Osteoclasta-como las células se denominan células TRAP + polycarion con al menos 4 núcleos.

2. Cultivos celulares de cáncer de

Nota: los experimentos pueden realizarse con diferentes tipos de líneas de células de adenocarcinoma de mama como SCP2 17, una línea de células de osteotropic origina de triple negativo humano línea de células de cáncer de mama (MDA-MB-231) y la línea hormonal positivo receptor celular MCF7.

  1. Las células de la cultura como una monocapa en frascos de 75 cm 2.
    1. Las células cancerosas de 1.000.000 de semillas en un frasco de 75 cm 2.
    2. Almacenar las células a 37 ° C en medio completo α-MEM suplementado con 1% glutamina y 10% suero bovino fetal en una atmósfera de 5% CO 2.
  2. Separar las células en una confluencia de alrededor del 90%:
    1. descartar el medio de lavado con PBS y añadir 2-3 mL de tripsina 1 X PBS.
    2. Incubar células durante 3-5 min a 37 ° C.
    3. Recoger las células separadas del frasco de 75 cm 2 por una pipeta de 10 mL, agregar 8 mL de medio completo para detener la reacción enzimática.
    4. Centrifugar a 225 x g por 5 min
  3. Lave las células de cáncer:
    1. añadir 10 mL de PBS.
    2. Centrifugar a 600 x g por 5 min
  4. Contar las células cancerosas con una cámara de Neubauer.
    1. Contar las células cancerosas por lo menos dos veces y calcular la media de repeticiones para obtener el número medio total de las células recogidas.

3. Directa co-cultivos de células cancerosas de un nd monocitos que experimentan diferenciación a osteoclastos

  1. de semilla de las células cancerosas en insertos (poro diámetro 0.4 μm):
    1. de semilla de las células cancerosas en una concentración de 4.000 células por cm 2.
    2. Incubar a 37 ° C y 5% CO 2.
      Nota: Semilla del cáncer las células el día después de la siembra de PBMC para el experimento de co-cultivo en 0,4 μm insertos.
  2. Espere 24 h permitir que las células se adhieran.
  3. Lugar los sembrados Inserte la cultura sobre las culturas mononucleares para iniciar la cultura Co (ver sección 1.10 del Protocolo).
  4. Cambiar el medio cada 2-3 días con α-MEM completo.
    1. Descartar el medio con una pipeta de 200-1.000 μl.
    2. Añadir 500 μl de fresco medio.
      Nota: El objetivo principal de la cultura Co es entender el poder de la osteoclastogenic de las células cancerosas, por lo tanto, el GFs no se agregan a α-MEM. En cada experimento de co-cultivo, son necontrol negativo (ver nota en paso 1.10 del Protocolo) y controles positivos de los osteoclastos por RANKL y MCSF (sin células cancerosas). Las células cancerosas que siembran en los insertos no se coloca sobre las células mononucleares se utilizan como un control negativo de la cultura de cooperación.
  5. Parar el co-cultivo y utilice las células cancerosas para análisis posteriores:
    1. 13 días después de la siembra de PBMC y 12 días después de la siembra de células de cáncer, coloque la inserción en una placa nueva.
    2. Detener cultivo de células de cáncer en base a que análisis posteriores deben realizarse (ver discusión).
  6. El día 14, deje de diferenciación de osteoclastos y fijar las células, como se informó en el paso 1.15.
  7. Trampa realizar tinción inmediatamente o dentro de 14-30 días.
    Nota: La coloración opcional: para confirmar que las células TRAP + polycarion son los osteoclastos, los investigadores pueden realizar coloración adicional para detectar CTR, un marcador específico de los osteoclastos. La detección de anillos F-actina es otro osteoclasta-específico manchas ensayo 12 , 13 , 14.

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Representative Results

Un método fue optimizado para distinguir fácilmente los osteoclastos de monocitos de sangre periférica. La cultura de monocitos fueron cultivada con células de cáncer, confirmando (como se describe en la literatura18) que las células cancerosas son capaces de sostener la osteoclastogénesis en metástasis óseas. Osteoclastos se distinguen de las células cancerosas y GFs se muestran en la figura 1. Una célula osteoclasta-como es una célula con 4 o más núcleos y es positiva para la trampa de manchas (células púrpura). El límite aceptado para el número de núcleos que se utiliza para definir un osteoclasto es 318, pero decidió utilizar 4 para reducir el riesgo de falsos positivos al mínimo.

El modelo muestra mama cáncer células de osteoclastogénesis sostenido porque el número de osteoclastos en los pozos inducidos por las células de cáncer fue similar a la obtenida en el control positivo (figura 2). Como se muestra en la figura 2A, un número de células también diferenciado espontáneamente en osteoclastos en el control negativo. Para confirmar la utilidad del modelo, el sistema fue desafiado con una droga antitumoral12,13. Número de osteoclastos fueron mayor en condiciones de co-cultivo y muestras de control positivo (CTR +) que en las muestras control negativo (CTR-). Número de osteoclastos disminuyó significativamente en presencia de la droga (everolimus) en condiciones de co-cultivo y controles positivos (CTR +). La prueba t se utilizó para los análisis estadísticos. Se contaron las células en cada pozo. La zona superficial el osteoclasto es una característica de la maduración y puede ser analizada utilizando el software de código abierto como el ImageJ. Osteoclastos derivados de GFs fueron mayores que los inducidos por las células de cáncer (figura 2B). Tratamiento con un fármaco antitumoral (everolimus) desactiva los efectos de los GFs. El modelo proporcionó información útil sobre el papel de la droga en la inhibición de la osteoclastogénesis. Figura 2 muestra que la osteoclastogénesis disminución en presencia de la droga. Estos resultados fueron obtenidos por culture-inducida de la osteoclastogénesis. Como se explica en la sección de protocolo, un número de otros análisis posteriores puede realizarse para investigar los mecanismos de la interferencia o de los fármacos analizados. El modelo resumido en la figura 3 es altamente versatileand puede utilizarse para estudiar el efecto de drogas sobre las células de cáncer, en particular, los osteoclastos.

Figure 1
Figura 1. Ensayo de osteoclastogénesis. Las células teñidas después de 14 días en la cultura. CTR-monocitos cultivadas en ausencia de factores de crecimiento; CTR + monocitos con RANKL y MCSF factores de crecimiento; COCO, osteoclastos obtenidos por co-cultivo con células sangre con las células cancerosas. 10 aumentos. Osteoclasta-como las células eran células con al menos 4 núcleos que fueron positivos a trampa (células púrpura). Las células fueron cuantificadas mediante conteo de las células en cada pozo; se realizaron 4 repeticiones para cada condición y se calculó el promedio. La barra de escala es 400 μm. El zoom de la imagen en la parte inferior (100 X) ilustra la superficie de los 2 osteoclastos (círculos rojos). Las flechas indican los núcleos de los osteoclastos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2. Efecto de everolimus en el tratamiento de la osteoclastogénesis. (A) número de osteoclastos según la presencia/ausencia de un medicamento; se realizaron 4 repeticiones para cada condición. CTR-monocitos cultivadas en ausencia de factores de crecimiento; CTR + monocitos con RANKL y MCSF factores de crecimiento; COCO, osteoclastos obtenidos por co-cultivo con células sangre con las células cancerosas. Datos se expresan como media ± SE. Significación se evaluó mediante la prueba t; * p < 0.05. Osteoclastos (B) área de la superficie se calculó por ImageJ software de código abierto. Se midieron los osteoclastos por lo menos 50 por condición. CTR-monocitos cultivadas en ausencia de factores de crecimiento; CTR + monocitos con RANKL y MCSF factores de crecimiento; COCO, osteoclastos obtenidos por co-cultivo con células sangre con las células cancerosas. (C) las imágenes de las células después de 14 días en la cultura en la ausencia o presencia de un fármaco antitumoral (everolimus). 10 aumentos; barra de escala es 400 μm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3. Modelo de cultura Co. Esquema del modelo y de su posible análisis posteriores y futuras aplicaciones. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

Preclínicos en vitro modelos de estudio de los mecanismos de interferencia entre las células cancerosas y las células óseas son necesarios para identificar los mecanismos de la metástasis del hueso que pueden usarse para crear nuevas estrategias terapéuticas. Hemos desarrollado un modelo plenamente humanos en vitro de osteoclastogénesis de sangre periférica (figura 3). Durante la optimización de la metodología, un número de puntos críticos fueron identificado y resueltos. La primera refiere a la cantidad de células mononucleares a las semillas. El número de células obtenidas por el Conde de microscopio es sólo una cuantificación aproximada ya que es difícil discriminar entre linfocitos y monocitos, siendo esta última las células diana a las semillas para el experimento de la osteoclastogénesis. Hemos podido identificar monocitos porque los linfocitos no se adhieren al substrato de plástico y por lo tanto la mayoría fue eliminada en el primer cambio de medio. Las células fueron sembradas a una densidad alta, ya que es imprescindible para las células para ser capaces de interactuar entre sí para la diferenciación, especialmente en la segunda fase de la osteoclastogénesis en que los osteoclastos necesitan juntas para fusible y convertirse en osteoclastos maduros. Otra dificultad se presenta cuando hay varias condiciones experimentales ya que requieren un elevado número de células y una gran cantidad de sangre. Una posible solución es utilizar capas buffy que tienen una alta concentración de PBMCs, p. ej., 4 x 105-6 x 106 células mononucleares son normalmente recogidas de una muestra de 50 mL de la capa anteada comparada con menos de 1 x 105 PBMCs de un 20 mL de muestra de sangre.

Como muestras de sangre fueron recolectadas de diferentes voluntarios, hubo cierto grado de variabilidad en el análisis de la osteoclastogénesis. Así es importante realizar cada ensayo con al menos 3-4 repeticiones técnicas. Réplicas biológicas también se necesitan y como se utilizaron diferentes donantes sanos, no normalmente calculamos la media de los valores obtenidos por los diferentes experimentos. Aseguramos que las tendencias de las diferentes pruebas fueron equivalentes y después eligieron un experimento de uno de los donantes sanos para ser incluidos en el manuscrito.

Nuestro modelo preclínico implica el co-cultivo de monocitos en la diferenciación con las células cancerosas. Como hemos demostrado anteriormente, las células cancerosas pueden sostener también en vitro osteoclastogénesis12,13. Este sistema puede utilizarse para probar fármacos o para investigar mecanismos de interacción, ya que es posible realizar varios análisis posteriores sobre las células de cáncer y los osteoclastos. De hecho, es posible realizar ensayos de proliferación de las células de cáncer y ensayos de blot de análisis occidental expresión genética de ambas células y osteoclastos del cáncer13. Se ser de interés para entender cómo secretadas proteínas difieren en las diferentes condiciones. Nuestro modelo tiene una serie de ventajas, es decir, es un modelo plenamente humano que no depende de las líneas celulares murinas, a diferencia de varios modelos reportados en la literatura. El modelo también es bastante robusta y reproducible y puede ser utilizado para otros fines. Por ejemplo, otras líneas celulares de cáncer pueden ser cultivadas conjuntamente con osteoclastos y la diferencia en su poder de osteoclastogenic estudiado. Por otra parte, este sistema puede utilizarse para evaluar otros mecanismos para mejorar nuestra comprensión de la biología ósea y enfermedades mediada por osteoclastos, como osteoporosis fisiológicos o patológicos. Otros tipos de citoquinas y células también pueden ser cultivadas conjuntamente con osteoclastos dependiendo el objetivo del experimento.

Varios análisis posteriores son posibles con este modelo. Es importante decidir durante la fase de diseño del estudio se realizaron análisis para que un número suficiente de pozos puede ser sembrado.

Ensayos posteriores con osteoclastos:

(i) análisis de la expresión del Gene. Plan adicionales pozos de osteoclastos para extraer ARN total, como los pozos de teñido para la evaluación de la trampa no están disponibles para la extracción de RNA. (ii) análisis Western blot. (iii) cuantificación de la superficie de los osteoclastos. Tamaño de los osteoclastos es un parámetro para la maduración de los osteoclastos y puede ser cuantificada usando software de código abierto como el ImageJ.

Posteriores ensayos con células de cáncer:

(i) proliferación de ensayos como el bromuro de 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium MTT. (ii) análisis de la expresión del gen. (iii) análisis Western blot.

Análisis descendentes con osteoclastos y las células cancerosas (co-cultivo):

Mientras los osteoclastos y las células de cáncer comparten el mismo medio de cultivo, se puede estudiar su interacción con el ensayo de ELISA que analyzesthe la secreción de citoquinas específicas, GFs y otras secreta proteínas.

El desarrollo de este modelo es crucial para nuestro proyecto y planeamos seguir mejorando en el futuro cercano. Un paso importante sería distinguir monocitos en andamios 3D colágeno mineralizado a matriz ósea mímica. Entonces sería posible evaluar directamente la actividad de los osteoclastos con un ensayo de la resorción ósea. Seguimos aprender más sobre los diversos roles desempeñados por los osteoclastos en los proceso fisiológico y patológico que van desde el remodelado óseo a la regulación de las metástasis óseas, nuestro modelo permitirá a los investigadores aislar y estudiar los osteoclastos in vitro .

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Disclosures

Los autores no tienen conflictos de interés divulgar.

Acknowledgments

Nos gustaría agradecer a Yibin Kang para proporcionar la línea de celular SCP2 y Cristiano Verna para asistencia editorial.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
αMEM Euroclone BE12-169F
Glutamine Life-technologies ECB3000D
Fetal bovine serum Life-technologies ECS0180DPR
hMCSF Peprotech 300-25 Storage indications must be respected
hRANKL Peprotech 310-01 Storage indications must be respected
Acid Phosphatase, Leukocyte (TRAP) Kit Sigma Aldrich 387 A
Lymphocyte separation media Biowest L0560-100
Red Blood cell lysing buffer SIgma 11814389001
ROCHE
Trypsin EuroClone COD.
ECB3052D
Paraformaldehyde 4% aqueous solution, EM grade Electron Microscopy Sciences 157-4-100
MDA-MB-231 cell line ATCC CRM-HTB-267
MCF7 ATCC HTB-22
Transwell Corning 3470-Clear These inserts are for 24-well plates;
6.5 mm, 0.4 μM;
pore size

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Investigación de cáncer número 127 osteoclastogénesis las células cancerosas co-cultivos RANKL MCSF ósea metástasis en vitro modelo preclínico humano
Desarrollo de un modelo humano de preclínico de osteoclastogénesis de monocitos de sangre periférica cultivadas conjuntamente con líneas de células de cáncer de mama
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Mercatali, L., Spadazzi, C.,More

Mercatali, L., Spadazzi, C., Miserocchi, G., Liverani, C., De Vita, A., Bongiovanni, A., Recine, F., Amadori, D., Ibrahim, T. Development of a Human Preclinical Model of Osteoclastogenesis from Peripheral Blood Monocytes Co-cultured with Breast Cancer Cell Lines. J. Vis. Exp. (127), e56311, doi:10.3791/56311 (2017).

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