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Cancer Research

Caratterizzazione degli effetti degli inibitori espastatici sull'invasione 3D dello spheroid del tumore mediante microscopia confocale ad alta risoluzione

doi: 10.3791/60273 Published: September 16, 2019

Summary

Gli effetti degli inibitori migrastatici sulla migrazione delle cellule tumorali del glioma nei saggi di invasione tridimensionale (3D) utilizzando un inibitore della deacetylasi istone (HDAC) sono caratterizzati da microscopia confocale ad alta risoluzione.

Abstract

La scoperta e lo sviluppo di farmaci nella ricerca sul cancro si basa sempre più su schermi di farmaci in formato 3D. Nuovi inibitori mirati al potenziale migratorio e invasivo delle cellule tumorali, e di conseguenza alla diffusione metastatica della malattia, vengono scoperti e considerati come trattamenti complementari in tumori altamente invasivi come i gliomi. Pertanto, è necessaria la generazione di dati che consentano analisi dettagliate delle cellule in un ambiente 3D dopo l'aggiunta di un farmaco. La metodologia qui descritta, che combina i saggi di invasione degli sferoidi con l'acquisizione di immagini ad alta risoluzione e l'analisi dei dati mediante microscopia a scansione laser confocale (CLSM), ha permesso una caratterizzazione dettagliata degli effetti del potenziale inibitore anti-migranti MI-192 su cellule glioma. Gli spheroid sono stati generati dalle linee cellulari per i saggi di invasione in piastre aderenti di 96 pozze e poi preparati per l'analisi CLSM. Il flusso di lavoro descritto è stato preferito rispetto ad altre tecniche di generazione di sferoidi comunemente utilizzate a causa sia della facilità che della riproducibilità. Questo, combinato con la maggiore risoluzione dell'immagine ottenuta dalla microscopia confocale rispetto agli approcci convenzionali a campo largo, ha permesso l'identificazione e l'analisi di cambiamenti morfologici distinti nelle cellule migratorie in un ambiente 3D a seguito trattamento con il farmaco miestatico MI-192.

Introduction

Le tecnologie di sferoide tridimensionali per la scoperta preclinica di farmaci e lo sviluppo di potenziali farmaci antitumorali sono sempre più favorite rispetto agli schermi di farmaci convenzionali; vi è quindi un maggiore sviluppo della droga migrastatica , migrazione e invasione. La logica alla base di questi sviluppi nel trattamento del cancro è chiara: i saggi sferoidi 3D rappresentano un approccio più realistico per lo screening di potenziali farmaci anti-cancro in quanto imitano l'architettura tumorale 3D più fedelmente rispetto alle colture di momostrato cellulare, ricapitolare le interazioni farmaco-tumore (cinetiche) in modo più accurato e consentire la caratterizzazione dell'attività farmacologica in un ambiente correlato al tumore. Inoltre, l'aumento della resistenza ai farmaci chemiotossici in molti tipi di cancro e alti tassi di mortalità tra i pazienti oncologici a causa di metastasi potenziati dalla capacità delle cellule tumorali di migrare verso siti tumorali distanti supporta l'inclusione di agenti chemioterapici mirare al potenziale migratorio delle cellule tumorali come trattamento adiuvante in futuri studi clinici sul cancro1. Ciò è particolarmente vero nei tumori altamente invasivi, come i glioblastomi di alta qualità (GBM). La gestione GBM include chirurgia, radioterapia e chemioterapia. Tuttavia, anche con il trattamento combinato, la maggior parte dei pazienti recidiva entro 1 anno dalla diagnosi iniziale con una sopravvivenza mediana di 11-15 mesi2,3. Negli ultimi anni sono stati compiuti enormi progressi nel campo della tecnologia 3D: sistemi rotativi, strutture microfabbricate e scaffold 3D, e altri saggi individuali vengono continuamente migliorati per consentire test di routine su larga scala4, 5,6,7. Tuttavia, i risultati ottenuti da questi saggi devono essere analizzati in modo significativo perché l'interpretazione dei dati è spesso ostacolata dai tentativi di analizzare i dati generati in 3D con sistemi di analisi delle immagini 2D.

Nonostante sia preferibile in termini di velocità di acquisizione delle immagini e ridotta foto-tossicità, la maggior parte dei sistemi sul campo aperto rimane limitata dalla risoluzione8. Così, a parte le letture dei dati relative all'efficacia dei farmaci, gli effetti dettagliati dell'azione farmacologica sulle strutture cellulari 3D delle cellule migratorie sono inevitabilmente persi se vengono immagini utilizzando un sistema a campo largo. Al contrario, la microscopia a scansione laser confocale (CLSM) cattura immagini di alta qualità sezionati otticamente che possono essere ricostruite e renderizzate in 3D dopo l'acquisizione utilizzando un software per computer. Pertanto, CLSM è facilmente applicabile all'imaging di strutture cellulari 3D complesse, consentendo così l'interrogatorio degli effetti degli inibitori anti-esmigrastati su strutture 3D e analisi approfondite dei meccanismi di migrazione cellulare. Ciò guiderà senza dubbio lo sviluppo futuro di farmaci migrastatici. Qui, viene descritto un flusso di lavoro combinato di generazione di sferoidi, trattamento farmacologico, protocollo di colorazione e caratterizzazione mediante microscopia confocale ad alta risoluzione.

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Protocol

1. Generazione di sferoidi cellulari

Giorno 1

  1. Preparare il mezzo di coltura standard come richiesto dalla linea cellulare in esame.
  2. Eseguire tutte le fasi associate alla coltura tissutale in una cappa di coltura tissutale utilizzando tecniche di manipolazione sterile.
  3. Provare e contare le cellule tumorali. Utilizzare 20 mL di sospensione cellulare per piastra. Mantenere le sospensioni cellulari in tubi universali sterili chiaramente etichettati.
  4. Aggiungere un numero predeterminato di celle a ogni pozzo. Sia il numero iniziale di cellule che la dimensione finale dello sferoide richiesto dipende dal tasso di proliferazione della linea cellulare in fase di studio.
    NOT: Per le linee cellulari glioma stabilite come U251 e KNS429,10, 5 x 103 cellule/mL produrrà uno sferoide microscopicamente visibile (200 o 800 m) dopo 4 giorni di incubazione.
  5. Risospendere le cellule in tubi universali con una leggera inversione per evitare l'agglomerazione delle cellule. Pipetta 200 L della sospensione cellulare in ogni pozzo di una piastra da 96 pozze. Se tutti i pozzi non sono necessari, si consiglia di aggiungere 200 -L di 1x PBS ad ogni pozzo vuoto per evitare l'evaporazione.
  6. Incubare le cellule in un'incubatrice come di consueto a 37 .
    NOT: Linee cellulari come le linee cellulari del cancro del glioma formeranno sferoidi entro 24 h. Permetterà che l'architettura cellulare 3D si formi incubano lo sferoide per 72 h.

Giorno 2

  1. Controllare le cellule mediante microscopia a campo luminoso dopo 24 h. A seconda della linea cellulare, le cellule potrebbero aver formato uno sferoide rilevabile nella parte inferiore del pozzo.
    NOT: Le linee cellulari del cancro del glioma stabilite formano facilmente sferoidi entro 24 h. Le linee cellulari del cancro al glioma derivate dal paziente possono richiedere fino a 1-2 settimane.

2. Assay invasione del collagene

Giorno 3

  1. Mettere il collagene, il mezzo di coltura 5x, 1 M NaOH e un tubo da 20 mL sul ghiaccio.
  2. Aggiungere con attenzione e lentamente 10,4 ml di collagene freddo in un tubo di coltura refrigerato. Evitare le bolle. Questa quantità di collagene è sufficiente per una piastra da 96 pozze. L'upscaling è possibile, ma si consiglia di preparare un tubo da 20 mL per piastra alla volta.
  3. Aggiungere delicatamente 1,52 mL di mezzo di coltura 5x sterile a freddo. Evitare le bolle.
  4. Poco prima dell'uso, aggiungere delicatamente 72 - L of cold sterile 1 M NaOH. Mantenere la soluzione sul ghiaccio.
  5. Mescolare delicatamente pipettando. Evitare le bolle. Una miscelazione efficiente porta a un cambiamento di colore (dal rosso al rosso-arancione (pH 7.4) nel mezzo. Lasciare il composto sul ghiaccio fino all'uso.
  6. Passo cruciale: Togliere 190 gradi l di supernatante dalla piastra 96-well preparata il giorno 1. Fare molta attenzione a non disturbare gli sferoidi che si sono formati nella parte inferiore del pozzo. Utilizzare la pipetta ad un angolo verso il lato, non il centro, del pozzo.
  7. Aggiungere delicatamente 100 l del mix di collagene ad ogni pozzo. Per evitare qualsiasi disturbo sferoide, pipettare il mix lungo il lato del pozzo. Evitare le bolle. Conservare il mix di collagene rimanente nel tubo da 20 mL a temperatura ambiente per valutare la polimerizzazione.
  8. Incubare la piastra nell'incubatrice per almeno 10 min per consentire al collagene di polimerizzare. Come linea guida, se il collagene rimasto è impostato, diventando semisolido e spugna-like, gli sferoidi sono pronti per essere trattati con inibitore.
  9. Aggiungere i farmaci o gli inibitori a concentrazione 2x al mezzo di coltura. Aggiungere delicatamente il mezzo ad ogni pozzo (100 l per pozzo). Ancora una volta, pipette il mezzo lungo il lato del pozzo per evitare disturbi sferoidi.
  10. Osservare e immaginare ogni sferoide con microscopia a campo luminoso a volte T : 0 h, 24 h, 48 h, e 72 h per valutare l'attività del farmaco. Quindi riportare la piastra all'incubatrice.
    NOT: A seconda del comportamento invasivo della linea cellulare, la migrazione lontano dal nucleo sferoide originale può essere osservata a partire da 24 h.

3. Preparazione di sferoidi incorporati di collagene e cellule migratorie per la microscopia confocale

  1. Collocare la piastra in una cappa di coltura tissutale e rimuovere delicatamente il supernatante (200 o L). Ancora una volta, fare attenzione a non disturbare lo sferoide ed evitare di toccare il collagene, in quanto ciò potrebbe interferire con la spina di collagene.
  2. Sostituire il supernatante con 100 L di 1x PBS. Ripetere questo passaggio 3x.
  3. Rimuovere il lavaggio finale e sostituire con il 4% di formaldeide in 1x PBS (100 -L per pozzo).
    ATTENZIONE: La formaldeide è un potenziale cancerogeno. Maneggiare con cura in conformità con le linee guida per la salute e la sicurezza.
  4. Mettere la piastra da 96 pozzetto su una panca da laboratorio, coprire con un foglio e lasciare per 24 ore a temperatura ambiente.
  5. Rimuovere con attenzione la formaldeide e sostituirla con 1x PBS. Ripetere questo 1x lavaggio PBS 3x.
  6. Preparare lo 0,1% Triton X-100 in 1x PBS. Rimuovere il lavaggio 1x PBS e sostituire con 100 gradi della soluzione Triton X-100. Incubare per 30 min a temperatura ambiente. Nel frattempo, preparare la soluzione di blocco con 1x PBS e 0.05% latte scremato in polvere e mescolare accuratamente.
  7. Rimuovere Triton X-100 e lavare 3x con 1x PBS. Aggiungere 100 l di soluzione di blocco ad ogni pozzo e incubare per 15 min.
  8. Diluire l'anticorpo primario richiesto nel buffer di blocco alla concentrazione predeterminata. Qui, utilizzare anticorpo di tubulina acetoso anti-topo (1:100).
  9. Centrifugare la miscela di buffer anticorpo-blocco primario per 5 min a 15,682 x g. Rimuovere con cura la soluzione di blocco e aggiungere il super-atlente (25-50 l) ad ogni pozzo. Incubare al buio a temperatura ambiente per 1 h.
  10. Rimuovere la soluzione anticorpale e lavare 3x con 1x PBS (100 gradi l per pozzo).
  11. Diluire l'anticorpo secondario nel buffer di bloccaggio alla concentrazione raccomandata o predeterminata oltre a eventuali macchie fluorescenti aggiuntive. Qui, utilizzare 1:500 anti-mouse fluoroforo-488 anticorpo coniugato, phalloidin-594 (1:500) per la colorazione dell'atto, e la macchia di DNA (DAPI).
  12. Ancora una volta, centrifugare la soluzione anticorpale secondaria per 5 min a 13.000 rpm.
  13. Rimuovere la soluzione di blocco da ogni pozzo e aggiungere 25-50 l della miscela anticorpo/phalloidin/DAPI secondaria. Incubare al buio per 1,5 h a temperatura ambiente.
  14. Rimuovere la soluzione di tintura anticorpale secondaria e lavare 3x con 1x PBS (100 per pozzo).
  15. Sollevare con cura i singoli tappi di collagene per aspirazione con una pipetta di plastica (200 o L) al centro di uno scivolo in vetro chiaro di alta qualità.
  16. Aggiungere una goccia di un montatore adatto alla spina di collagene, assicurando che la spina sia completamente coperta. Evitare le bolle.
  17. Applicare coverldello dello spessore ottimale per l'obiettivo del microscopio che verrà utilizzato per l'imaging e consentire di impostare durante la notte. Conservare i vetrini a temperatura ambiente al buio.

4. Microscopia a fluorescenza

  1. Cattura immagini fluorescenti utilizzando un microscopio confocale adatto.

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Representative Results

La tecnologia degli sferidi tridimensionali sta portando avanti la comprensione delle interazioni farmaco-tumorale perché è più rappresentativa dell'ambiente specifico per il cancro. La generazione di sferoidi può essere ottenuta in diversi modi; bassa aderenza sono state utilizzate piastre di 96 pozze in questo protocollo. Dopo aver testato diversi prodotti di diversi produttori, le piastre utilizzate qui sono state scelte perché hanno costantemente funzionato meglio in termini di produzione di sferoide di successo e uniformità. La fase di sostituzione, in cui il mezzo di crescita viene sostituito con la matrice del collagene, è un punto critico del protocollo; occorre prestare molta attenzione a rimuovere la maggior parte del mezzo senza disturbare lo sferoide stesso. L'imaging automatizzato per la caratterizzazione degli effetti indotti dai farmaci mediante la microscopia ad ampio campo può essere considerato per rimuovere qualsiasi distorsione del gestore, ma gli strumenti attualmente disponibili in commercio rimangono considerevolmente più costosi rispetto agli approcci di imaging qui delineato.

La microscopia a epifluorescenza ad ampio campo consente di esaminare l'effetto dell'attività farmacologica sulla migrazione e sull'invasione delle cellule. Tuttavia, la risoluzione ottenuta dalla microscopia ad ampio campo non è sufficiente per consentire un'interpretazione dettagliata dei risultati per quanto riguarda l'effetto farmacologico sulla morfologia cellulare (Figura 1). Qui viene descritta la preparazione di sferoidi di glioma e di cellule che migrano attraverso protocolli di colorazione facilmente riproducibili, seguiti dall'imaging utilizzando un microscopio confocale. Dall'analisi dell'immagine di microscopia a campo ampio, era evidente che si erano verificati diversi cambiamenti morfologici nelle cellule del glioma dopo il trattamento con l'inibitore dell'MI-192, ma mancavano dettagli chiaramente definiti. La microscopia confocale ha confermato i risultati iniziali, e queste immagini ad alta risoluzione hanno permesso di valutare ulteriormente l'effetto dell'MI-192. Differenze significative tra sferoidi non trattati (controllo), celle di migrazione (Figura 2) e sferoidi e celle trattati (Figura 3) si sono manifestate. Mentre la linea cellulare adulta del glioma U251 sembrava migrare in "spikes", irradiandosi dal nucleo sferoide originale con singole cellule distaccate, la linea cellulare pediatrica KNS42 ha adottato un modello di migrazione simile a fogli con pochi picchi di cellule distinte. In precedenza, sono stati osservati diversi modelli di migrazione tra diverse linee cellulari (qui la linea cellulare del glioma adulto U251 e la linea cellulare pediatrica KNS42), riflettendo potenzialmente il tipo di cellula da cui sono sorti e il sito di isolamento tumorale. Fondamentalmente, è stato scoperto anche un aumento della tubulina acetilata con crescente concentrazione di inibitori (da 0,1 x 10 mm), non solo nelle cellule migratorie, ma anche nelle cellule associate agli sferoidi. Ciò non era evidente nella microscopia iniziale ad ampio campo acquisite immagini. Un'ulteriore imaging consentirebbe anche l'analisi quantitativa dei livelli di espressione delle proteine come risposta cellulare al trattamento con inibitori migrari.

In questo studio, è stato dimostrato che le cellule sono cambiate morfologicamente in risposta al trattamento; L'arrotondamento cellulare è diventato evidente con l'aumento delle concentrazioni di inibitori e la morte cellulare alla più alta concentrazione di inibitori (10 m), con la frammentazione nucleare evidente nelle cellule U251 e nei microtubuli collassati e nella frammentazione nucleare in KNS42. Questi risultati sono in linea con le osservazioni precedenti che l'attività anti-migranti dell'MI-192 sulle linee cellulari del glioma dipende dalla concentrazione13,14. Il flusso di lavoro complessivo del protocollo è illustrato nella Figura 4.

Figure 1
Figura 1: Invasione di cellule spheroid nel collagene immagine di microscopia ad ampio campo. Le immagini rappresentative delle linee cellulari U251 e KNS42 sono mostrate dopo il trattamento con l'inibitore MI-192 alla concentrazione antimigra di 1 M e a intervalli di 24 h. Viene inoltre mostrato uno sferoide di controllo senza trattamento. I potenziali effetti anti- o pro-migratori vengono rilevati come evidenziato (frecce). Ciò è particolarmente evidente in KNS42, apparentemente senza migrazione nel controllo o negli sferoidi trattati. Tutte le immagini sono state scattate a 4x. Barra di scala : barra della scala di 1.000 m nelle immagini ingrandite per SF188 , 200 , KNS42 , 1.000 m. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: L'effetto dell'inibitore migrastatico MI-192 sulla linea cellulare del glioma U251 rivelato dalla microscopia confocale. Gli sferoidi fissi e macchiati di glioma e le cellule migratori mostrano fenotipi migratori distinti. Vengono visualizzate le celle migratorie vicine ai bordi originali degli sferoidi. Gli sferoidi cellulari U251 sono caratterizzati da punte che si irradiano dallo sferoide originale con l'aumento dell'arrotondamento delle cellule nelle cellule apparenti con l'aumento della concentrazione degli inibitori (la freccia indica il picco cellulare). Barra della scala : 10 m. Etichette: rosso : actino, verde , tubulina acetilata, blu , DAPI. Per ogni immagine, una singola sezione ottica rappresentativa è stata acquisita con tutte le impostazioni con l'acquisizione sia pre che post-immagine mantenuta per scopi comparativi. Tutte le immagini sono state successivamente elaborate. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: L'effetto dell'inibitore migrastatico MI-192 sulla linea cellulare del glioma KNS42 rivelato dalla microscopia confocale. La migrazione di KNS42 è caratterizzata da sporche lamiere con picchi a cella singola (la freccia indica il foglio cellulare). Alla più bassa concentrazione di inibitori questo fenotipo sembra essere pronunciato, ma si perde con l'aumentare della concentrazione di inibitori (barra della scala n. 10 m); etichette: rosso , actin, verde , tubulina acetilata, blu , DAPI. Per ogni immagine è stata acquisita una singola sezione ottica rappresentativa, con tutte le impostazioni con l'acquisizione sia pre che post-immagine mantenute per scopi comparativi. Tutte le immagini sono state successivamente elaborate. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: Riepilogo del flusso di lavoro. In questo flusso di lavoro è incorporata la generazione di sferoidi, che si incorporano nel collagene, nel trattamento farmacologico, nel fissaggio, nella colorazione e nell'imaging mediante microscopia confocale. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

Viene descritto un nuovo modo per creare sferoidi delle cellule tumorali per l'identificazione dell'attività dei farmaci migrastatici utilizzando la microscopia confocale ad alta risoluzione. L'uso di piastre aderenti basse rispetto ad altre tecniche, come le gocce appese15, ha facilitato un mezzo di generazione di sferoidi riproducibili e uniformi da utilizzare nei saggi di migrazione e invasione del collagene. I punti critici in questo protocollo sono la rimozione del mezzo di crescita dalla piastra di 96-pozzo prima dell'incorporamento dello sferoide cellulare in una matrice di collagene e l'attenta gestione dei tappi di collagene contenenti gli sferoidi in seguito. Sono ora disponibili nuove tecnologie come la microfluidica digitale16 e, anche se più costose, potrebbero fornire un'alternativa alla rimozione manuale di supporti e fluidi. La limitazione principale del protocollo descritto è che richiede molto tempo quando vengono imageti i singoli sferoidi e quindi analizzati manualmente mediante microscopia da campo luminoso al fine di valutare l'attività del farmaco inibitore. Inoltre, i reagenti necessari per tutte le fasi del processo sono costosi e sono necessarie anche attrezzature specializzate, vale a dire un microscopio confocale ad alta risoluzione. Anche i numeri di cella ottimali necessari per la semina e il tempo necessario per ottenere uno sferoide cellulare della dimensione richiesta devono essere predeterminati prima dell'inizio del saggio di invasione del collagene.

Lo sviluppo di farmaci mirati alle cellule tumorali, lo screening farmacologico su larga scala e la caratterizzazione dell'attività farmacologica per la modifica e il miglioramento dei farmaci si basano sempre più sui saggi e sulla tecnologia delle cellule 3D. Questo protocollo può essere ottimizzato e adattato per l'uso con altri saggi sperimentali e numerosi altri tipi di cellule di importanza in altri sistemi di malattia. Ad oggi, l'interpretazione dei dati generati microscopicamente è stata ostacolata dall'applicazione della microscopia a campo largo, con immagini acquisite che offrono una risoluzione limitata e afflitte da sfocatura dell'immagine intrinseca derivante dalla luce proveniente dall'esterno del piano focale. Le immagini di microscopia a campo ampio mostrate qui sono state acquisite manualmente utilizzando un sistema di imaging EVOS, un processo che richiedeva molto tempo e poteva potenzialmente introdurre una distorsione del gestore. Le nuove tecnologie, tra cui postazioni di lavoro automatizzate e piattaforme di analisi17,18, sono ora disponibili, ma rimangono costose e quindi non sono ancora disponibili per molti laboratori di ricerca. Inoltre, ulteriori sviluppi software potrebbero aiutare nell'analisi delle immagini renderizzate 3D ad alta risoluzione per quantificare con precisione i cambiamenti fenotipici come quelli qui nota, e quindi l'efficacia degli inibitori sulla migrazione cellulare. Inoltre, l'applicazione di tecniche di imaging fluorescente a super-risoluzione che stanno diventando sempre più standard in molti laboratori di ricerca fornirà ulteriori informazioni sul comportamento migratorio e sulla morfologia delle cellule coltivate in sferoide 3D strutture e trattati con farmaci inibitori.

È stato stabilito che è possibile fissare e macchiare sferoidi, dopo il trattamento con un inibitore migrastatico, quando incorporato nel collagene. Questo metodo è stato facile da eseguire, con tutti i passaggi completati in piastre di 96 pozze, seguito dal montaggio dei tappi di collagene contenenti gli sferoidi sui coperchi delle coperture per l'imaging. Nel valutare l'effetto dell'attività degli inibitori sulla morfologia delle cellule tumorali, è stata utilizzata la microscopia confocale per chiarire l'attività farmacologica. I primi risultati sull'effetto anti-migranti dell'inibitore MI-192 da immagini a bassa risoluzione sono stati confermati dalla microscopia confocale ad alta risoluzione. Questo particolare inibitore si rivolge alla deacetila siercolare 3 (HDAC3). Gli HDAC sono enzimi coinvolti nella regolazione epigenetica dell'espressione genica e sono stati recentemente di crescente interesse come potenziali obiettivi nello sviluppo di farmaci per il cancro. Precedenti esperienze con MI-192 hanno dimostrato che, a basse concentrazioni, regola l'acetilazione della tubulina, portando all'iperacelazione e alla stabilizzazione dei microtubuli. I microtubuli stabilizzati sono meno dinamici, con un potenziale effetto sulle attività migratorie delle cellule. È stato accertato che l'effetto osservato era presente sia nelle linee cellulari del glioma pediatrico e adulto rappresentative. È stato scoperto un aumento dipendente dalla concentrazione dello stato di acetilazione della tubulina di entrambe le linee cellulari del glioma, una scoperta che ha implicazioni per la preselezione dei pazienti quando si considera il trattamento complementare con farmaci migrastatici.

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Disclosures

Gli autori non dichiarano alcun conflitto di interessi.

Acknowledgments

Ringraziamo il professor Chris Jones per aver contribuito alla linea cellulare KNS42. Il microscopio confocale di LSM880 con AiryScan utilizzato in questo lavoro fa parte del progetto HIIP (Huddersfield Innovation and Incubation Project) finanziato attraverso il Leeds City Region Enterprise Partnership (LEP) Growth Deal. Credito per l'immagine del microscopio Figura 3: Carl Sèiss Microscopy GmbH, microscopy@zeiss.com.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Collagen I, rat tail, 100 mg Corning 354236 for glioma invasion assay; this is offered by many distributors/manufacturers and will need to be determined for both the type of assay intended and cell lines used. For glioma cancer cell lines Collagen rat tail type 1 (e.g. Corning) is the preferred choice. Collagen should be stored at 4 °C, in the dark, until required. It is not advisable to mix collagen from different batches as this may affect the consistency of the polymerized collagen.   
Coverslips various various for microscopy imaging
DMEM powder Sigma D5648 needed at 5x concentration for collagen solution for glioma invasion assay;  this may be purchased in powdered form, made up in double distilled water and, depending upon final composition of the growth medium, completed with any additives required. The complete 5x solution should be filtered through a syringe filter system (0.22 μm) before use.
Foetal calf serum Sigma F7524-500ML needed for cell culture of glioma cell lines
Glass slides various various for microscopy imaging
High glucose DMEM Gibco 41965062 needed for cell culture of glioma cell lines
Inhibitor Tocris various various - according to experimental design; inhibitors can be purchased from manufacturers such as Selleckchem and Tocris. These manufacturers offer detailed description of inhibitor characteristics, links to associated references and suggestion of working concentrations. As with all inhibitors, they may be potentially toxic and should be handled according to health and safety guidelines. Inhibitors are prepared as stock solutions as recommended by the manufacturer. As an example we used the migrastatic inhibitor MI-192 to demonstrate the use of such inhibitors. We have tested a range of migrastatic inhibitors in this way with comparable results.
Mountant various various for microscopic imaging
NaOH (1 M) various  various NaOH can be either purchased at the required molarity or prepared from solid form. The prepared solution should be filter sterilized using a syringe filter system. One M NaOH is corrosive and care should be taken during solution preparation.
Paraformaldehyde  various various for fixing spheroids and cells; make up at 4%, caution health hazard, ensure that health and safety regulations are adhered to for collagen solution for invasion assay
Pastettes (graduated pipette, 3 mL) various various for invasion assay, solution removal
PBS, sterile for tissue culture Sigma D1408-500ML   needed for cell culture of glioma cell lines and washes for staining
Pen/strep (antibiotics) Sigma P4333 needed for cell culture of glioma cell lines
Primary antibody, secondary antibody, DAPI, Phalloidin various various there are many manufacturers for these reagents, for secondary labelled antibodies we recommend Alexa Fluor (Molecular Probes). Here we used for primary antibodies mouse anti-acetylated tubulin antibody (1/100, Abcam). For secondary antibodies we used 1/500 anti-mouse Alexa Fluor 488 conjugated antibody, Molecular Probes. For nuclear stain we used DAPI (many manufacturers) and the actin stain Phalloidin (many manufacturers) both used at recommended dilution of 1/500.
Sodium bicarbonate Sigma S5761 needed for collagen solution for glioma invasion assay at 5x concentration
Sodium pyruvate Sigma P5280 needed for collagen solution for glioma invasion assay at 5x concentration
Trypsin Sigma T4049 for trypsinisation
Ultra low attachment plates Sigma/Nunc CLS7007-24EA for glioma invasion assay; a low adherent plate is required, with 96-well plates preferred to allow for large-scale screening of compounds under investigation. There are several low adherence plates commercially available; it is advisable to test a variety of plates for optimum spheroid generation. In our experience Costar Ultra Low Cluster with lid, round bottom, works best for the generation of spheroids from glioma cancer cells in terms of 100% spheroid formation and reproducibility. These plates were also successfully used for the generation of glioma spheroids from patient-derived material, bladder and ovarian cancer cells in our laboratory. In addition, stem or progenitor neurospheres can be used in these plates to facilitate the generation of standardized neurosphere-spheroids
Stripettes (serological pipettes, sterile, 5 mL and 10 mL) various e.g. Costar CLS4488-50; CLS4487-50 for tissue culture and collagen preparation
Various multichannel (50 - 250 μL) and single channel pipettes (10 μL, 50 μL, 200 μL 1 mL) various various for cell and spheroid handling
Widefield microscopy various  various for observation of spheroid generation and spheroid imaging; here wide-field fluorescence images were captured using an EVOS FL cell imaging system (Thermo Fisher Scientific)
Zeiss LSM 880 CLSM equipped with a Plan Apochromat 63x 1.4 NA oil objective Zeiss quote from manufacturer Confocal images were captured using a Zeiss LSM 880 CLSM equipped with a Plan Apochromat 63x 1.4 NA oil objective. Diode 405nm, 458/488/514 nm argon multiline and HeNe 594nm lasers were used to excite Phalloidin 594, Alexa Fluor 488, and DAPI respectively. For each image a single representative optical section were captured, with all settings, both pre- and post-image capture, maintained for comparative purposes. All images were subsequently processed using the associated Zen imaging software and Adobe Photoshop.

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Caratterizzazione degli effetti degli inibitori espastatici sull'invasione 3D dello spheroid del tumore mediante microscopia confocale ad alta risoluzione
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Harmer, J., Struve, N., Brüning-Richardson, A. Characterization of the Effects of Migrastatic Inhibitors on 3D Tumor Spheroid Invasion by High-resolution Confocal Microscopy. J. Vis. Exp. (151), e60273, doi:10.3791/60273 (2019).More

Harmer, J., Struve, N., Brüning-Richardson, A. Characterization of the Effects of Migrastatic Inhibitors on 3D Tumor Spheroid Invasion by High-resolution Confocal Microscopy. J. Vis. Exp. (151), e60273, doi:10.3791/60273 (2019).

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