Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Målrettet og selektiv behandling av Pluripotent Stamcelle-avledet Teratomas bruke ekstern stråle stråling i en liten-dyr modell

Published: February 17, 2019 doi: 10.3791/58115
Automatic Translation
1,2,3, 1,2, 1, 1,2,3, 1,2,4,5,6, 4,5,7, 1,2,3
1Stanford Cardiovascular Institute, Stanford University School of Medicine, 2Department of Medicine, Division of Cardiology, Stanford University School of Medicine, 3Medical Service, Cardiology Section, Veteran Affairs Palo Alto Health Care System, 4Department of Pathology, Stanford University School of Medicine, 5Department of Radiology, Molecular Imaging Program, Stanford University School of Medicine, 6Peking University Shenzhen Health Science Institute, 7Department of Radiation Oncology, Stanford University School of Medicine

Summary

Forskning på behandling strategier for pluripotent Stamcelle-avledet teratomer er viktig for klinisk oversettelse av stilk cellen terapi. Her beskriver vi en protokoll for, først generere Stamcelle-avledet teratomer i mus, og deretter velge mål og behandle disse svulstene i vivo bruker en liten-dyr irradiator.

Abstract

Det økende antallet ofre for "stem cell turisme," uregulert transplantasjon av stamceller over hele verden, har reist bekymringer om sikkerheten av stilk cellen transplantasjon. Selv om transplantasjon av differensiert stedet udifferensierte celler er vanlig praksis, teratomer kan fortsatt oppstå fra tilstedeværelsen av gjenværende udifferensierte stamceller ved transplantasjon eller fra spontane mutasjoner i atskilte celler. Siden stilk cellen terapi ofte leveres til anatomisk følsomme områder, kan selv små svulster være klinisk ødeleggende, som fører til blindhet, lammelser, kognitiv unormalt og hjerte dysfunksjon. Kirurgisk tilgang til disse sidene kan også være begrenset, forlater pasienter med noen behandlingsalternativer. Kontrollere stamcelleforskningen dårlig oppførsel er derfor avgjørende for klinisk oversettelsen av stilk cellen terapi.

Ekstern stråle strålebehandling tilbyr en effektiv måte å levere målrettet terapi redusere teratoma byrden samtidig minimere skader omkringliggende organer. I tillegg denne metoden unngår genetisk manipulasjon eller viral Albin på stamceller, som er forbundet med ytterligere kliniske sikkerhet og effekt bekymringer. Her beskriver vi en protokoll til å opprette pluripotent Stamcelle-avledet teratomer i mus og bruke ekstern stråle strålebehandling for å selektivt ablate disse svulstene i vivo.

Introduction

Utvikling av stilk cellen terapi for vev gjenfødelse oppdaget flere barrierer i de siste tiårene, hindrer innsats for effektiv klinisk distribusjon. Disse hindringene inkluderer dårlig celle oppbevaring på steder av leveringsmåte, Stamcelle immunogenisitet og neoplastic potensialet til skjemaet teratomer1. Tumorigenicity er klinisk problem som det kan skade stilk cellen transplantasjon mottakere2. Kontoer av tumor formasjon på grunn av uregulert stem cell injeksjoner er allerede rapportert i flere kliniske innstillinger3,4,5. Potensialet for teratoma formasjon er de ofte sitert klinisk bekymring i pluripotent stamceller (PSC) utvikling og har resultert i forsinkelser og avlysninger flere høyprofilerte til embryonale stamceller (ESC) og indusert pluripotent stilk cellen (iPSC) forsøk6,7,8,9. Dermed er det et presserende behov for en translational undersøkelse dedikert mot gir riktig behandling, bør disse iatrogenic svulster oppstår.

Hittil har mest strategier for å control stamcelleforskningen misbehavior fokusert på å redusere antall PSCer med tumorigenic potensielle2,10. Dessverre kreves bare et lite antall gjenværende celler (f.eks., 1 x 104 til 1 x 105 celler11) for teratoma formasjon, som er langt under Deteksjonsgrensen sitert av tilgjengelige analyser12, 13. andre begrensninger ved å bruke metodene preseparation inkluderer lav effektivitet og høy kostnad, avhengighet av encellede suspensjoner som ikke kan være passende for nyere vev utvikling tilnærminger og potensielle svekkelse av cellen overlevelse og engraftment.

Noen studier har adressert behandlingstilbud etter teratoma formasjon. Kanskje er den mest godt studert strategien inkorporering av "selvmord" gener stamceller14,15. Denne metoden innebærer genetisk manipulering stamceller å innlemme en induserbart apoptose-aktivere genet som kan aktiveres av farmakologiske stimulering postinjection, og dermed gir en redning tilnærming hvis injisert celler produserer teratomer. Denne lider imidlertid betydelige ulemper, inkludert off-målet av genetiske modifikasjoner av PSCer og potensialet for en gradvis utvikling narkotika motstand16. En lignende tilnærming benytter små molekyler å indusere selektiv celledød PSCer via hemming av anti-apoptotisk veier17. Andre grupper har målrettet celledød PSCer bruker antistoffer mot pluripotency overflate markører, som podocalyxin som protein-1 (PODXL)18. Tidspunktet for små molekyl eller antistoff levering står å ha en betydelig innvirkning på terapeutisk potensialet i PSCer hvis levert for tidlig og kan mangle terapeutiske effekten hvis levert for sent. I tillegg har de systemiske effektene av små molekyler og antistoffer brukes på denne måten ikke blitt studert.

En alternativ tilnærming til behandling av disse svulstene er avhengig av benytter ekstern stråle strålebehandling (EBRT). EBRT er en av de primære modalitetene for tiden ansatt i behandlingen av solide svulster19. Innovasjoner i EBRT, inkludert utvikling av proton strålen, og stereotactic radiosurgery, har aktivert utvidet målretting av patologisk strukturer og unngå skade på normalt vev, gjør conformal EBRT ideelt for adressering teratoma formasjon i anatomisk følsom strukturer20. I tillegg denne metoden unngår den genetisk manipulasjon eller viral Albin på stamceller, som begge er nervøs med ytterligere kliniske sikkerhet og effekt gjelder15. Endelig har fremskritt i mikro-irradiators aktivert anvendelse av EBRT i Red21.

I denne artikkelen viser vi hvordan du oppretter en liten-dyr modell av teratoma dannelsen ved å injisere menneskelige iPSCs i mus. Deretter viser vi hvordan du bruker EBRT for å selektivt utrydde disse svulstene i vivo med minimal skade omkringliggende vev. Denne tilnærmingen gir en målrettet behandling for PSC-avledet teratomer mens du unngår off-målet effekten av systemisk levering av biologiske molekyler og peptider og genetisk manipulering av PSCene. For investigational formål tilbyr vi et valgfritt trinn for å transduce stamceller med reporter gener spore tumor respons på strålebehandling via bioluminescens imaging (BLI).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Dette dyr eksperimentet ble godkjent og fremført under institusjonelle gjennomgang styret og Administrative panelet på laboratoriet Animal Care ved Stanford University.

1. cellekultur av iPSCs

  1. Vokse menneskelige iPSCs utledet av lentiviral omprogrammering på 6-vel platene belagt med kjelleren membran matrix (f.eks matrigel, referert til som matrise heretter).
  2. Daglig endre media av iPSCs med beriket kultur medium (se Tabell for materiale) rugende på 37 ° C og 5% CO2.
  3. Når cellene når 80-90% samløpet (ca hver 4 dager), legge til 1 mL av rekombinant celle-dissosiasjon enzym (se Tabell for materiale) per godt og ruge ved 37 ° C i 5 minutter.
  4. Etter 5 min, distansere cellene fra brønnen av pipettering, overføre dem til en 15 mL tube og sentrifuge 300 x g.
  5. Etter sentrifugering, Sug opp nedbryting og resuspend celle pellets til beriket kultur medium (se Tabell for materiale) beriket med Y27632 hemmer på en 1:1,000 fortynning.
  6. Utfør en celletall dissosiert cellene og replate cellene i matrix-belagt 6-vel plater på en tetthet 2 x 105 til 4 x 105.

2. Albin på iPSCs med en dobbel-fusion Reporter genet

  1. Passasje iPSCs i 6-vel plater som rutine og legge beriket kultur medium (se Tabell for materiale) inneholder 6 µg/mL hexadimethrine bromide.
    Merk: Ideell koloni er 200-400 celler/koloni til høyeste signaltransduksjon effektiviteten.
  2. Konsentrere seg selv inaktivere lentivirus bærer firefly luciferase og grønn fluorescerende protein (FLuc-eGFP) drevet av menneskelig ubiquitin promotor-C av sediment sentrifugering med en SW-29 rotoren 50.000 x g 2 h på 4 ° C.
  3. Legg viral konsentrat til iPSCs i en 6-vel plate på et mangfold av infeksjon (MOI) 10 og ruge over natten på 37 ° C på 5% CO2.
    Merk: Mangfoldet av infeksjon ble bestemt av uttrykket monomerisk fluorescens protein analysert en fluorescens-aktivert celle sortering (FACS) skanning.
  4. Dagen fjerne viruset med sentrifugering av iPSC 6-vel platene på 300 x g for 6 min ved romtemperatur.
  5. Endre media daglig med beriket kultur medium (se Tabell for materiale) og som protokollen. Bruke fluorescens mikroskop for å bestemme omtrentlig signaltransduksjon effektiviteten for eGFP.
  6. En virkningsgrad på 30-40% er tilstrekkelig for FACS sortering. Videre til FACS av hiPSCs uttrykke eGFP hvis minst 30 – 40% av celler uttrykke eGFP.
  7. For å bekrefte FLuc aktivitet ex vivo, plate celler uttrykke GFP sortert etter FACS på en tetthet av 5000 celler per brønn.
  8. Inkuber transduced cellene og ikke-transduced celler (som vil tjene som kontrollen negative) med bioluminescens reporter sonde D-luciferin (100 μmol/L) for 6 h. måle bioluminesens med en microplate spectrofluorometer.

3. transplantasjon av PSCer i Dorsal flanken for Teratoma formasjonen i Immunodeficient mus

  1. Legg 1 mL av rekombinant celle-dissosiasjon enzym blanding per 6-vel plate inneholder menneskelige iPSCs transduced med en dobbel-fusion reporter genet (FLuc-GFP) i kultur (se avsnitt 2) og ruge i 5 min.
  2. Etter vekst, spre cellene pipette aspirasjon og uttrykk. Legge til en lik mengde kultur medium og deretter virvel 250 x g for 4 min.
  3. Når sentrifugering er fullført, Sug opp den supernatant løsningen, resuspend celle pellet i 30 µL av matrix og plassere den på isen for å bevare sin levedyktighet før injeksjon. Bekrefte en høster av 1 x 106 celler ved hjelp av en hemocytometer.
  4. Hvis bruker dobbel-fusion reporter-gen-transfekterte celler, suspendere dobbel-positive FACS cellene (fra inndeling 2) i 30 µL av matrix.
  5. Indusere anestesi i 8-10 uke athymic naken mus med 2% isoflurance med 1L/min oksygen og deretter bruke vedlikehold 2% isoflurane med 1L/min oksygen.
  6. Bruke en 28,5 G sprøyte, injisere cellen/matrise blanding (se Tabell for materiale) suspensjon i subcutaneous plass på flanken, satsing for injeksjon av i totalt 5 x 103 til 5 x 106 celler (ca 100 ul per injeksjon).
  7. Vurdere en mer caudal injeksjonsstedet hvis skal opprettholde mus for langtidslagring og forventer store tumor vekst.
  8. Bedøvet dyr tillates å gjenopprette på en oppvarmet pute til ambulerende (vanligvis < 1h) med overvåking av pustefrekvens, huden fargen på tærne til ambulerende.

4. bioluminescens Imaging (BLI) av transplantert celler å vurdere celle overlevelse og Teratoma vekst

  1. På den ønskede timepoints etter vaksinasjon, Utfør en intraperitoneal (IP)-injeksjon av 375 mg/kg av reporteren sonden D-Luciferin i mus.
  2. 10 min etter en IP injeksjon, bilde bioluminesens signalet i bedøvet dyr (utført som beskrevet i trinn 3,5) i 30 min bruker 1 min oppkjøpet windows på 5 minutters intervaller.
    Merk: Ukentlige bilde oppkjøp anbefales. Anestesi opprettholdes under bildebehandling ved å levere inhalert isoflurane via en nesen kjegle.
  3. For dataanalyse, tegne et område av interesse (ROI) over BLI signalet og deretter normalisere for oppkjøpet gang å kvantifisere emisjoner i enheter av maksimal fotoner per sekund per kvadratmeter per steradian (fotoner/s/cm2/sr).

5. teratoma bestråling med en prekliniske bilde-guidede Irradiator (figur 1)

  1. Bedøve mus på en knockdown 2% isoflurane i 100% oksygen på en strømningshastighet på 1 L/min. Når musen er fullt anesthetized, overføre det til sengen av en bilde-guidede pre-klinisk irradiator (se Tabell for materiale). Opprettholde anestesi ved 2% isoflurane kontinuerlig via en nesen kjegle.
  2. Hente mikro-CT bilder som et sett av 400 projeksjon bilder over 360° med en 40 kVp, 2 mA røntgenbilde stråle, og rekonstruere dem i volumetriske bilder med en isotropic pikselstørrelsen 0.2 mm.
  3. Planlegge en strålebehandling mikro-CT-bilder med programvarepakken RT_Image (http://rtimage.sourceforge.net/) og utføre behandlingen.
    Merk: Behandlingen planen brukes består av to 225 kVp X-ray bjelker, orienterte for å passere den overfladiske målet teratoma mens lister overflaten av resten av musen og sparsom underliggende viscera. Eksponeringstider for bjelker justeres basert på kvartalsvis systemet kalibrering data slik at dosen i midten av målet svulsten var 6 Gy.
  4. Gjenta behandlingsprosessen på tre dager å levere totalt 18 Gy til målet svulsten.
  5. Vedlikeholde standard etter behandling av dyrene.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Injisert mus vil vanligvis demonstrere teratoma vekst formasjon etter 4 – 8 uker som bekreftes av BLI imaging (figur 2). Svulster krymper dramatisk når bestrålt med en kumulativ dose 18 Gy gitt en måned etter celle levering, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i luciferase signal (figur 2). Viktigere, vises ikke normalt vev tatt 5 mm fra webområdet bestrålt å ha betydelige skader (Figur 3).

Figure 1
Figur 1: skjematisk av protokollen for behandling av svulster med EBRT. (A) bedøvet dyret er plassert på irradiator og immobilisert. (B) en speider bildet opprettet for å lokalisere teratoma målrettet behandling. (C) bruker RT_Image programvarepakken, røntgen bjelker justeres målrettingsland valgte svulsten. Før bestråling, er plasseringen av collimator og dyret bekreftet. (D) en totalt 6 Gy stråling er levert til tumor målet per bestråling hendelsen22. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: vellykket såing av cellene fører til betydelig svulster som selektivt kan behandles med stråling. (A) representant BLI av behandlet (høyre) og ubehandlet (venstre) teratomer vises. Totalt 1 x 106 menneskelige PSCer constitutively uttrykke FLuc/eGFP ble injisert til både dorsal flanken av en immunodeficient mus. Mens den unirradiated siden fortsetter å vokse, krympet siden bestrålt dramatisk som vist av nedgangen i luciferase signalet. (B) dette linjediagrammet viser nedgangen av luciferase signalet i bestrålt vs unirradiated PSC-avledet svulster. (C) endringer i i vivo caliper målinger av teratomer over tid. Non-bestrålt teratomer økt i størrelse over tid, mens bestrålt teratomer redusert i størrelse. (D) en brutto histology av ubehandlet (venstre) og behandlet PSC-avledet svulsten (høyre) viser en markert reduksjon i størrelse etter totalt 18 Gy bestråling22. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: målrettet levering resulterer i minimal skade omkringliggende vev, inkludert lever, tarm og muskel. Omkringliggende vev har ingen tegn til bestråling skader, inkludert bevaring av mobilnettet spredning og fravær av mobilnettet senescence og apoptose. Vev var samplet 5 mm fra bestrålt områder på 14 dager postirradiation. (A) Hematoxylin & Eosin flekker viser den normale arkitekturen av tilstøtende vev. (B) Ki67 flekker (i aqua) angir at mobilnettet spredning er bevart i leveren, intestinal, og muskelceller. Kjerner er counterstained med 4', 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI), vises i blått. (C) en β-galactosidase senescence analysen viser ingen tegn til cellulære aldring (dvs. fravær av grønne flekker). (D) Terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) dUTP Nick-End merking (tunnel) viser ingen apoptose (dvs. fravær av røde flekker i kjerner). Kjerner er counterstained med DAPI, vises i blått22. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Prekliniske data og anekdotiske saker fra ofrene for "stem cell turisme" bekrefte at risikoen for å utvikle teratomer er en alvorlig ulempe tilknyttet PSC behandlinger23. Utviklingen av forsiktig tilnærminger for å forebygge og behandle neoplastic risikoen forbundet med stilk cellen terapi er derfor et viktig skritt i tilrettelegge klinisk oversettelsen av regenererende stilk cellen terapi. I denne artikkelen vi beskrev en metode for terapeutisk målretting av PSC-forbundet teratomer ved hjelp av EBRT i en musemodell og viste dynamisk atrofi av bestrålt svulster med BLI imaging.

Vi utnyttet menneskelige iPSCs, opprettet av en lentivirus omprogrammering metoden og injisert i en naken mus modell til recapitulate dannelsen av teratomer i vivo. Bruk av naken mus unngår en tidlig immunogenic avvisning av en cross-species injeksjon av celler. Mens bruken av immun-mangelfull mus potentiates tumorigenic potensial, kan den samme protokollen brukes i immunkompetente mus utnytte murine PSCer. Vi transduced ytterligere PSCer brukes i dette papiret med en dobbel-fusion reporter genet som aktivert føljetong bioluminescens imaging leveres cellene i vivo. Bruk av reporteren genet imaging aktivert føljetong sporing av PSC- eller PSC-derivater i vivo uten å måtte stole på obduksjon og histology spore størrelsen eller veksten av svulsten24. Tidligere studier har bekreftet sammenhengen mellom BLI signal intensitet og tumor størrelse25,26. Merking PSCer med en dobbel-fusion reporter genet er et valgfritt trinn som kan omgås for andre metoder for svulst byrden kvantifisering, som obduksjon.

For endringer av stråling-protokollen, kan annen dosering brukes for prekliniske tumor behandlinger. Anvendelsen av notatet, har vi valgt å behandle representant dyrene med 18 Gy administreres i tre doser av 6 Gy gitt over 3 sammenhengende dager. Fordelen med ikke administrere alle 18 Gy i en innstilling er at lavere doser av stråling linjeavstand fra hverandre grense tilstøtende vevsskade og sykelighet sekundært til EBRT. Pasienter som får EBRT i klinisk innstillingene ofte mottar lave doser fordelt over mange ulike behandlinger for samme grunner27. Andre trinn av protokollen bør følges som skissert.

Svulst ablasjon gjennom bestråling er en lovende behandling strategi for Stamcelle-avledet teratomer, som ofte leveres til kirurgisk utilgjengelige områder. Denne studien gir bevis på at EBRT utgjør et effektivt verktøy for behandling av PSC-avledet teratomer. Denne enkle tilnærming krever oppkjøpet av CT høy oppløsning på et emne, etter en rekke stråling bjelker kan være foreskrevet for irradiate et mål til en ønsket dose samtidig unngå tilstøtende vev20. I denne studien ble to tangentiell bjelker brukt til å behandle en subcutaneous PSC-avledet teratoma skåner de omkringliggende vev, samt kontralateral kontroll teratoma. EBRT tumor behandling er både effektiv og robust og klinisk mulig, i motsetning til metoder som er avhengige av små molekyler, antistoffer og pre separasjon å hindre tumor formasjon.

Det er betydelige fordeler med denne metoden. Først ekstern stråle stråling er en klinisk akseptert modalitet av oncologic behandling som har blitt brukt i behandlingen av mange svulst typer, inkludert bakterie celle tumorer19. I motsetning til andre behandling strategier endrer ikke EBRT funksjonelle egenskaper stamceller før eller under cellen levering15. Videre EBRT forstyrrer ikke modus eller antall celler levert, og dermed har minimal innvirkning på deres potensielle effekt. Målrettet bestråling reduserer også off-målet skaden til andre organer, sammenlignet med kjemoterapi. Til slutt, uansett forbehandling strategi, EBRT gir en "feilsikker" valgmuligheten hvilke kan stoles på ved tumor formasjon. Likevel er det begrensninger på fremtidige adopsjon av EBRT for behandling av stilk cellen-assosiert teratoma. Først krever prosessen gjentatte bildebehandling og levering av terapi, som, fra en klinisk synspunkt, kan være tungvint. Også avhengig av stilk cellen levering, kan denne tilnærmingen være høyere risiko hvis radiosensitive vev i strålen veien. Til slutt, hvis stamceller spre systemisk utover nettstedene til injeksjon og skjemaet teratomer i flere organer, kan det bli vanskelig å bruke denne strategien uten betydelige pasienten sykelighet.

Avslutningsvis vi tilbyr en modell for å opprette PSC-avledet teratomer i en musemodell og demonstrere en pålitelig metode for mikro-CT bestråling som muliggjør målrettet reduksjon av svulst byrden. Disse metodene kan brukes til å sammenligne terapeutiske effekten av EBRT med andre teratoma behandling strategier eller vurdere verdien av EBRT fjerner annet typer av svulst.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Forfatterne gjerne takke den nasjonale institutter for helse R01 HL134830 (PKN), K08 HL135343 (KS) og 5F32HL134221 (JWR); Howard Hughes Medical Institute (Oh); og Stanford hjerte Institute (ASL) for deres støtte.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Induced Pluripotent Stem Cell Control Line Stanford University Nguyen Lab Cell culture of iPSC
Corning matrigel basement membrane matrix 354234 Fisher Scientific CB-40234 Cell culture of iPSC
Essential 8 culture medium ATCC-The global bioresource center 30-2203 Cell culture of iPSC
Tryple E Gibco 12605-036 Cell culture of iPSC
Y27632 inhibitor 2 HCL (ROCK Inhibitor) Fisher Scientific S104950MG Cell culture of iPSC
Lentivirus Cyagen P170721-1001cjn Transduction of iPSC with double fusion reporter gene
Polyrbrene Infection/Transfection Reagent Millipore Sigma TR-1003-G Transduction of iPSC with double fusion reporter gene
Fluc-eGFP reporter gene driven by ubiquitin promoter Stanford University Sam Gambhir lab Transduction of iPSC with double fusion reporter gene
D-luciferin Perkin Elmer 122799 Transduction of iPSC with double fusion reporter gene and BLI
Flow cytometer (BD FACSARIA III) BD Biosciences  FACSAria Transduction of iPSC with double fusion reporter gene
microplate spectrofluorometer (Glomax Navigator System) Promega Bio Systems, Sunnyvale, CA GM2000 Transduction of iPSC with double fusion reporter gene
Xenogen IVIS 200  Perkin Elmer 124262 BLI
Isoflurane Sigma-Aldrich CDS019936 irradiation
X-Rad SmART image-guided irradiator  Precision X-ray Inc., North Branford, CT X-Rad SmART irradiation
RT_Image software package Stanford University (http://rtimage.sourceforge.net/) RT_Image v0.2β Irradiation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sallam, K., Wu, J. C. Embryonic stem cell biology: insights from molecular imaging. Methods in Molecular Biology. 660, 185-199 (2010).
  2. Lee, A. S., Tang, C., Rao, M. S., Weissman, I. L., Wu, J. C. Tumorigenicity as a clinical hurdle for pluripotent stem cell therapies. Nature Medicine. 19 (8), 998-1004 (2013).
  3. Amariglio, N., et al. Donor-derived brain tumor following neural stem cell transplantation in an ataxia telangiectasia patient. PLOS Medicine. 6 (2), e1000029 (2009).
  4. Kuriyan, A. E., et al. Vision Loss after Intravitreal Injection of Autologous "Stem Cells" for AMD. The New England Journal of Medicine. 376 (11), 1047-1053 (2017).
  5. Berkowitz, A. L., et al. Glioproliferative Lesion of the Spinal Cord as a Complication of "Stem-Cell Tourism". The New England Journal of Medicine. 375, 196-198 (2016).
  6. Zhang, W. Y., de Almeida, P. E., Wu, J. C. Teratoma formation: A tool for monitoring pluripotency in stem cell research. StemBook. , The Stem Cell Research Community. (2012).
  7. Scott, C. T., Magnus, D. Wrongful termination: lessons from the Geron clinical trial. STEM CELLS Translational Medicine. 3 (12), 1398-1401 (2014).
  8. Strauss, S. Geron trial resumes, but standards for stem cell trials remain elusive. Nature Biotechnology. 28 (10), 989-990 (2010).
  9. Coghlan, A. Unexpected mutations put stem cell trial on hold. New Scientist. 227 (3033), 9 (2015).
  10. Tang, C., et al. An antibody against SSEA-5 glycan on human pluripotent stem cells enables removal of teratoma-forming cells. Nature Biotechnology. 29 (9), 829-834 (2011).
  11. Lee, A. S., et al. Effects of cell number on teratoma formation by human embryonic stem cells. Cell Cycle. 8 (16), 2608-2612 (2009).
  12. Tano, K., et al. A novel in vitro method for detecting undifferentiated human pluripotent stem cells as impurities in cell therapy products using a highly efficient culture system. PLoS One. 9 (10), e110496 (2014).
  13. Kuroda, T., et al. Highly sensitive in vitro methods for detection of residual undifferentiated cells in retinal pigment epithelial cells derived from human iPS cells. PLoS One. 7 (5), e37342 (2012).
  14. Cao, F., et al. In vivo visualization of embryonic stem cell survival, proliferation, and migration after cardiac delivery. Circulation. 113 (7), 1005-1014 (2006).
  15. Cao, F., et al. Molecular imaging of embryonic stem cell misbehavior and suicide gene ablation. Cloning Stem Cells. 9 (1), 107-117 (2007).
  16. Kotini, A. G., de Stanchina, E., Themeli, M., Sadelain, M., Papapetrou, E. P. Escape Mutations, Ganciclovir Resistance, and Teratoma Formation in Human iPSCs Expressing an HSVtk Suicide Gene. Molecular Therapy - Nucleic Acids. 5, e284 (2016).
  17. Smith, A. J., et al. Apoptotic susceptibility to DNA damage of pluripotent stem cells facilitates pharmacologic purging of teratoma risk. STEM CELLS Translational Medicine. 1 (10), 709-718 (2012).
  18. Choo, A. B., et al. Selection against undifferentiated human embryonic stem cells by a cytotoxic antibody recognizing podocalyxin-like protein-1. Stem Cells. 26 (6), 1454-1463 (2008).
  19. Yorke, E., Gelblum, D., Ford, E. Patient safety in external beam radiation therapy. American Journal of Roentgenology. 196 (4), 768-772 (2011).
  20. Zhou, H., et al. Development of a micro-computed tomography-based image-guided conformal radiotherapy system for small animals. International Journal of Radiation Oncology • Biology • Physics. 78 (1), 297-305 (2010).
  21. Slatkin, D. N., Spanne, P., Dilmanian, F. A., Gebbers, J. O., Laissue, J. A. Subacute neuropathological effects of microplanar beams of x-rays from a synchrotron wiggler. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 92 (19), 8783-8787 (1995).
  22. Lee, A. S., et al. Brief Report: External Beam Radiation Therapy for the Treatment of Human Pluripotent Stem Cell-Derived Teratomas. Stem Cells. 35 (8), 1994-2000 (2017).
  23. Berkowitz, A. L., et al. Glioproliferative Lesion of the Spinal Cord as a Complication of "Stem-Cell Tourism". The New England Journal of Medicine. 375 (2), 196-198 (2016).
  24. Swijnenburg, R. J., et al. In vivo imaging of embryonic stem cells reveals patterns of survival and immune rejection following transplantation. Stem Cells and Development. 17 (6), 1023-1029 (2008).
  25. Cao, F., et al. Noninvasive de novo imaging of human embryonic stem cell-derived teratoma formation. Cancer Research. 69 (7), 2709-2713 (2009).
  26. Priddle, H., et al. Bioluminescence imaging of human embryonic stem cells transplanted in vivo in murine and chick models. Cloning and Stem Cells. 11 (2), 259-267 (2009).
  27. Dale, R. G. Dose-rate effects in targeted radiotherapy. Physics in Medicine & Biology. 41 (10), 1871-1884 (1996).

Tags

Medisin problemet 144 pluripotent stamceller teratomer bestråling indusert pluripotent stamceller ekstern stråle strålebehandling svulster
Målrettet og selektiv behandling av Pluripotent Stamcelle-avledet Teratomas bruke ekstern stråle stråling i en liten-dyr modell
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sallam, K., Rhee, J. W., Chour, T.,… More

Sallam, K., Rhee, J. W., Chour, T., D'addabbo, J., Lee, A. S., Graves, E., Nguyen, P. K. Targeted and Selective Treatment of Pluripotent Stem Cell-derived Teratomas Using External Beam Radiation in a Small-animal Model. J. Vis. Exp. (144), e58115, doi:10.3791/58115 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter