Burada, 2D kültürden çok daha iyi in vivo tümörlerin fiziko-kimyasal degradelerini taklit eden 3D kanser hücresi kürelerinin içinde canlanıyor ve ölümü değerlendirmek için birkaç basit yöntem sunuyoruz. Bu nedenle, küroid modeli, kanser ilaç etkinliğinin değerlendirilmesi için gelişmiş çeviri ile in vivo koşullara izin verir.
Kanser hücrelerinin üç boyutlu kürüler hem kanser ilaç ekranları için önemli araçlar ve kanser hücresi biyoloji içine mekanik fikir kazanmak için. Bu preparatın gücü, hızlı, ucuz ve nispeten yüksek verim taramasına izin verecek kadar çok yönlü olmakla beraber, tümörün in vivo koşullarının birçok yönünü taklit etme yeteneğiyle yatıyor. Küroid kültürü koşulları, bir tümördeki fiziko-kimyasal degradeleri, artan ekstrellüler asitliği, artan lakdamak, ve glikoz ve oksijen kullanılabilirliğini azaltarak, küre çevresinden çekirdeğine kadar tekrar edebilir. Ayrıca, in vivo tümörlerin mekanik özellikleri ve hücre hücre etkileşimleri kısmen bu model tarafından taklit edilmiştir. Özel özellikleri ve sonuç olarak en iyi büyüme koşulları, 3D kürler, farklı kanser hücrelerinin türleri arasında farklıdır. Ayrıca, 3D Kürklerde hücre cancılığı ve ölümün değerlendirilmesi, 2D kültürler için istihdam edenler kısmen farklılık yöntemleri gerektirir. Burada kanser hücrelerinin 3D kürleri hazırlamak için çeşitli protokoller açıklamak ve antikanser ilaçların etkinliğini değerlendirmek bağlamında hücre canlılığı ve ölüm değerlendirmek için bu tür kültürler kullanmak için.
Kanser biyolojisinde çok hücreli küre modellerinin kullanımı birkaç yıl eski1,2, ama son yıllarda önemli momentum kazanmıştır. Büyük ölçüde, bu kanser hücrelerinin phenoype onların mikroçevre ve spesifik büyüme koşullarına bağlı olduğu ne kadar güçlü farkındalığını arttırmaktadır. Solid tümörlerde mikroçevre, karşılık gelen normal dokularda temelde farklıdır. Bu pH gibi fiziko-kimyasal koşulları içerir, oksijen gerilimi, yanı sıra interstisyel basınç, besin gibi çözünür faktörlerin konsantrasyon degradeler, atık ürünler, ve salgılanmış sinyalizasyon bileşikleri (büyüme faktörleri, sitokinler). Ayrıca, hücre içi matris (ECM), hücreli hücre etkileşimleri ve hücresel sinyalizasyon organizasyonu ve tümör3,4, belirli üç boyutlu (3D) mimarisi diğer yönlerini içerir 5,6. Kanser hücrelerinin mevcut olduğu spesifik mikroçevresel koşullar, gen ifade profilini ve fonksiyonel özelliklerini derinden etkiler ve 2D ‘de yetiştirilen hücrelerle karşılaştırıldığında, 3D kürelerinin fenotipini çok daha yakından taklit ettiği açıktır. In vivo tümörleri7,8,9,10,11. 2D modelleri, hipotoksi, Asidik pH ve yüksek laktat konsantrasyonları tümör mikroortamın bilinen yönlerini taklit etmek bile, hala tümör içinde doğan fizico-Kimyasal parametrelerin degradeleri yakalamak için başarısız, yanı sıra onların 3D tümör Mimari. Öte yandan, hayvan modelleri, pahalı, yavaş ve etik problemli, ve genellikle, aynı zamanda insan tümörü koşullarını tekrar etme yeteneğinde eksiklikleri vardır. Sonuç olarak, 3D Kürtler en katı kanserlerin çoğu özellikleri geniş bir yelpazede çalışmalarda bir ara karmaşıklık modeli olarak uygulanmıştır9,11,12,13, 14,15,16,17.
3B kürlerin yaygın olarak istihdam edilmesi, antikanser terapisi etkinliğini9,18,19,20‘ ye göre taramasında yer almaktadır. Tedavi tepkiler özellikle tümör mikroortama duyarlıdır, hem tortuların etkisini yansıtan, kısıtlı difüzyon, yüksek interstisyel basınç, ve ilaç teslim asidik çevresel pH, ve hipoksi ve diğer etkisi hücre ölüm tepkisi üzerinde mikroçevre yönleri9,17. 3D küre içerisindeki çevre, tüm bu özellikleri7,8,9,10,11olarak geliştirdiğinden, 3D hücre kültürlerini istihdam edebilir sonuçların in vivo koşullarına çevirisini önemli ölçüde iyileştirebilir, ancak net büyümenin verimli ve uygun maliyetli yüksek verim taramasına izin verir. Ancak, kanser hücrelerinin ilaç tepkisi üzerinde çalışmaların büyük çoğunluğu hala 2D koşullar altında gerçekleştirilir. Bu büyük olasılıkla, bazı deneyleri nispeten kolayca 3D hücre kültürler için uygulanabilir iken, birçok, gibi canlılığı gibi, Batı blotting, ve immünofluorescence analizi, çok daha uygun 2D 3D daha yapılır.
Mevcut çalışmanın amacı, Anti-kanser ilaçları ile tedavinin etkisinin analiz edilmesi için, 3 boyutlu bir tümördeki ayarı taklit eden kanser hücresi kalabilirlik ve hayatta kalma konusunda kolayca sağlamlık ve hassas protokoller sağlamaktır. Özellikle, biz sağlamak ve küresel oluşumu için üç farklı yöntemler karşılaştırmak, büyüme, canlılığı ve ilaç tepkisi nitel ve niceliksel analizler için yöntemler izledi.
3D kanser hücresi kürüler kullanımı sadece antikanser ilaç taraması için değerli ve çok yönlü bir araç kanıtlanmıştır, aynı zamanda tümör bu taklit koşullar altında kanser hücresi ölüm ve canlılığı düzenlenmesi içine mekanik fikir kazanmak için Mikro. Bu özellikle erişilebilirlik, hücresel alımı ve kemoterapötik ilaçların hücre içi etkileri gibi tümör, pH, oksijen gerilimi, tortuluk ve fiziksel ve fiziko-kimyasal koşullar tarafından derinden etkilenir çok önemlidir kimyasal…
The authors have nothing to disclose.
Biz Katrine Franklin Mark ve Annette Bartels için mükemmel teknik yardım ve Asbjørn Nøhr-Nielsen şekil 1D deneyler gerçekleştirmek için minnettarız. Bu çalışma Einar Willumsen Vakfı, Novo Nordisk Vakfı ve Fondation Juchum (tüm SFP için) tarafından finanse edildi.
2-(4-amidinophenyl)-1H-indole-6-carboxamidine (DAPI) | Invitrogen | # C10595 | For staining nuclei |
5-Fluorouracil (5-FU) | Sigma-Aldrich | #F6627 | Component in chemotherapeutic treatment |
5-(N-ethyl-isopropyl) amiloride (EIPA) | Life Technologies | #E3111 | Inhibitor of NHE1 |
Antibody against PARP and cPARP | Cell signaling | #9542 | Used in western blotting |
Antibody against Ki-67 | Cell signaling | #9449 | Used for IHC |
Antibody against p53 | Cell Signaling | #2524 | Used for IHC |
Antibody against β-actin | Sigma | A5441 | Used in western blotting |
Bactoagar | BD Bioscience | #214010 | Used for agarose gel preparation |
Benchmark protein ladder | Invitrogen | #10747-012 | Used for SDS-PAGE |
Bio-Rad DC Protein Assay kit | Bio-Rad Laboratories | #500-0113, #500-0114, #500-0115 | Used for protein determination from lysates |
Bürker chamber | Marienfeld | 610311 | For cell counting |
BX63 epifluoresence microscope | Olympus | Used for fluorescent imaging | |
CellTiter-Glo 3D Cell Viability Assay | Promega | #G9681 | Used for the cell viability assay |
Cisplatin | Sigma-Aldrich | #P4394 | Component in chemotherapeutic treatment |
Corning Spheroid Microplate, 96 well, Black with clear round bottom, Ultra-low attachment, With lid, Sterile | Corning | #4520 | Used for growing spheroids with luminescence measurements as end point |
Corning 96 well, clear round bottom, Ultra-low attachment microplate, With lid, Sterile | Corning | #7007 | Sufficient for spheroid growth without luminescence measurements as end point |
Criterion TGX Precast Gels | Bio-Rad | 5671025 | Used for SDS-PAGE |
Doxorubicin | Abcam | #120629 | Component in chemotherapeutic treatment |
FLUOStar Optima Microplate reader | BMG Labtech | Used for recording luminescence | |
Formaldehyde | VWR Chemicals | #9713.1000 | Used for cell fixation |
Geltrex LDEV-Free Reduced Growth Factor Basement Membrane Matrix | Gibco | #A1413202 | Keep at 4 °C to prevent solidification. Referred to as rBM in the protocol. |
Heat-inactivated FBS | Sigma | #F9665 | Serum for growth media |
ImageJ | NIH | Scientific Image analysis | |
Medim Uni-safe casette | Medim Histotechnologie | 10-0114 | Used for storage of embedded spheroids |
Mini protease inhibitor cocktail tablets | Roche Diagnostics GmBH | # 11836153001 | Used for lysis buffer preparation |
MZ16 microscope | Leica | Used for light microscopic images | |
NuPAGE LDS 4x Sample Buffer | Invitrogen | #NP0007 | Used for western blotting |
Pierce ECL Western blotting substrate | Thermo scientific | #32106 | Used for western blotting |
Ponceau S | Sigma-Aldrich | #P7170-1L | Used for protein band staining |
Prism 6.0 | Graphpad | Scientific graphing and statistical software | |
Propidium iodide (1mg/ml solution in water) | Invitrogen | P3566 | Light sensitive |
Sterile reservoirs, multichannel | SPL lifesciences | 21002 | Used for seeding cells for spheroid formation |
Superfrost Ultra-Plus Adhesion slide | Menzel-Gläser | #J3800AMNZ | Microscope glass slide used for embedding |
Tamoxifen | Sigma-Aldrich | #T5648 | Used as chemotherapeutic treatment |
Trans-blot Turbo 0.2 µm nitrocellulose membranes | Bio-Rad | #170-4159 | Used for western blotting |
Tris/Glycine/SDS running buffer | Bio-Rad | #161 0732 | Used for SDS-PAGE |
Trypsin-EDTA solution | Sigma | #T4174 | Cell dissociation enzyme |