Waiting
Login processing...

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

Cancer Research

Skapa matchade in vivo/in vitro patient-härledda modellpar av PDX och PDX-härledda organoider för cancerfarmakologi forskning

doi: 10.3791/61382 Published: May 5, 2021

Summary

En metod beskrivs för att skapa organoider med patientbaserade xenografter (PDX) för in vitro-screening, vilket resulterar i matchade par in vivo/in vitro-modeller. PDX tumörer skördades/bearbetades i små bitar mekaniskt eller enzymatically, följt av Clevers metod att odla tumör organoider som passages, cryopreserved och karakteriseras mot den ursprungliga PDX.

Abstract

Patient-härledda tumör xenografts (PDX) anses vara de mest prediktiva prekliniska modellerna, som till stor del tros drivas av cancerstamceller (CSC) för konventionell cancerläkemedelsutvärdering. Ett stort bibliotek med PDX återspeglar mångfalden av patientpopulationer och möjliggör därmed populationsbaserade prekliniska prövningar ("Fas II-liknande mus kliniska prövningar"); PDX har dock praktiska begränsningar av lågt genomströmning, höga kostnader och lång varaktighet. Tumörorganoider, som också är patientbaserade CSC-drivna modeller, kan betraktas som in vitro-motsvarigheten till PDX, vilket övervinner vissa PDX-begränsningar för att hantera stora bibliotek av organoider eller föreningar. Denna studie beskriver en metod för att skapa PDX-härledda organoider (PDXO), vilket resulterar i parade modeller för in vitro- och in vivo-farmakologiforskning. Subkutant-transplanterade PDX-CR2110 tumörer samlades in från tumör-bärande möss när tumörer nådde 200-800 mm3, enligt en godkänd obduktion förfarande, följt av avlägsnande av angränsande icke-tumör vävnader och dissociation i små tumör fragment. De små tumörfragmenten tvättades och passerade genom en 100 μm cellsil för att ta bort skräpet. Cellkluster samlades in och suspenderades i källaren membran extrakt (BME) lösning och pläteras i en 6-brunnsplatta som en fast droppe med omgivande flytande medier för tillväxt i en CO2 inkubator. Organoid tillväxt övervakades två gånger i veckan under lätta mikroskopi och registreras genom fotografering, följt av flytande medium förändring 2 eller 3 gånger i veckan. De odlade organoiderna passagerades ytterligare (7 dagar senare) vid ett 1:2-förhållande genom att störa BME inbäddade organoider med mekanisk savning, med hjälp av tillsats av trypsin och tillsats av 10 μM Y-27632. Organoider var cryopreserved i cryo-tubes för långsiktig lagring, efter utsläpp från BME genom centrifugering, och även provsmakas (t.ex. DNA, RNA och FFPE block) för ytterligare karakterisering.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Cancer är en samling olika genetiska och immunologiska störningar. Framgångsrik utveckling av effektiva behandlingar är starkt beroende av experimentella modeller som effektivt förutsäger kliniska resultat. Stora bibliotek av väl karakteriserade patient-härledda xenografts (PDX) har länge betraktats som det translationella in vivo-systemet för att testa cellgifter och/ eller riktade terapier på grund av deras förmåga att rekapitulera patientens tumöregenskaper, heterogenitet och patientläkemedelssvar1, vilket möjliggör fas II-liknande mus kliniska prövningar för att förbättra kliniskframgång 2,3. PDX anses i allmänhet vara cancerstamcellssjukdomar, med genetisk stabilitet, i motsats till cellinje härledda xenografts2. Under de senaste decennierna har stora samlingar av PDX skapats över hela världen och blivit arbetshästen för utveckling av cancerläkemedel idag. Även om de används i stor utsträckning och med stort translationellt värde är dessa djurmodeller i sig kostsamma, tidskrävande och låga genomströmning, därför otillräckliga för storskalig screening. PDX är också oönskade för immunonkologi (IO) testning på grund av att en immun-komprometterad natur4. Det är därför opraktiskt att dra full nytta av det tillgängliga stora biblioteket med PDX.

Nya upptäckter, pionjärer av Hans Clevers laboratorium5, har lett till upprättandet av in vitro-kulturer av organoider som genereras från vuxna stamceller i de flesta mänskliga organ av epitelialt ursprung5. Dessa protokoll har förfinats ytterligare för att möjliggöra tillväxt av organoider från förmodade CSCs i humant carcinom av olikaindikationer 6,7. Dessa patient-härledda organoider (PDO) är genomiskt stabila8,9 och har visat sig vara mycket prediktiva för kliniska behandlingsresultat10,11,12. Dessutom möjliggör pdos in vitro-karaktär screening med hög genomströmning (HTS)13, vilket potentiellt erbjuder en fördel jämfört med in vivo-modeller och utnyttjar stora organoidbibliotek som surrogat hos patientpopulationen. PDO:er är redo att bli en viktig identifierings- och översättningsplattform som övervinner de många begränsningarna i PDX som beskrivs ovan.

Både PDO och PDX är patientbaserade och CSC-drivna modeller, med förmågan att utvärdera terapier i samband med antingen personlig behandling eller kliniskt prövningsformat. Befintliga stora bibliotek av PDX, som den proprietära samlingen av >3000 PDXs14,15,16,17, är därför lämpliga för snabb generering av bibliotek av tumörorganoider (PDX-härledda organoider eller PDXO), vilket resulterar i ett matchat bibliotek med parade PDX- och PDXO-modeller. I den här rapporten beskrivs proceduren för att skapa och karakterisera kolorektalcancer PDXO-CR2110 i förhållande till dess föräldra-PDX-CR2110-modell16.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Alla protokoll och ändringar eller förfaranden som rör vård och användning av djur granskades och godkändes av Crown Bioscience Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) innan studierna utfördes. Skötsel och användning av djur genomfördes i enlighet med AAALAC (Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care) Internationella riktlinjer som rapporterats i Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, National Research Council (2011). Alla djurförsöksförsök var sterila vid SPF-anläggningar (specifika patogenfria) och genomfördes i strikt överensstämmelse med vägledningen för vård och användning av laboratoriedjur från olika statliga institutioner (t.ex. De nationella hälsoinstituten). Protokollen godkändes av kommittén för etik för djurförsök vid anläggningens institution (t.ex. den institutionella IACUC-kommittén).

1. Förberedelse för tumörtransplantation

  1. Djurhållning
    1. Hus Balb/c nakna möss (n=5) i enskilda ventilerade burar, vid 20-26 °C, 30-70% luftfuktighet och en belysningscykel på 12-h ljus/ 12-h mörk, med majskolsängkläder ändras varje vecka och bestrålning steriliserad torr granulatmat plus sterilt dricksvatten ad libitum.
  2. Förberedelse av donatortumörfragment
    1. Övervaka noggrant tumörbärande donatormöss för kroppsvikt (BW, via vägningsbalans) och tumörvolym (TV, genom kaliforniska mätningar).
    2. När TV når 800-1000 mm3, avliva de tumörbärande djuren i en biohazard huva.
      1. Placera möss i en dödshjälpskammare med ett lock som levererar CO2-gas i kammaren. Utsläppsgas i kammaren i ett flöde som ger snabb medvetslöshet med minimal ångest för djuret. Det optimala flödet för CO2 är cirka 2-2,5 Lpm.
      2. Se till att dödshjälpen avhjälps genom att observera att djuren inte återfår medvetandet.
      3. Efter uppenbar klinisk död, upprätthålla gasflödet i >1 min för att minimera risken för att ett djur kan återhämta sig.
    3. Sterilisera huden runt tumören med hjälp av jodforsvabbar. Samla tumörer genom att ta bort intilliggande icke-tumör vävnader och placera i en Petri skål som innehåller 20 ml PBS, förkyld (4 °C) före dödshjälp.
    4. Tvätta tumörerna med PBS i en annan Petri-maträtt för att ta bort blodkomponenter följt av att skära i hälften och ta bort eventuell extra hud, blodkärl, förkalkning och/ eller nekros.
    5. Placera endast intakta tumörbitar i ett sterilt 50 ml centrifugeringsrör med 20 ml PBS innan du transporterar till ett separat djurrum för transplantation.

2. Subkutan tumörtillväxt

  1. Subkutan inokulering av tumörbit i immunkomprometterade möss
    1. Skär PDX-tumören i 2 mm bitar med en skalpell och placera var och en i trocars för subkutan (SC) implantation.
    2. Bedöva mottagardjuren med 5% isofluran (underhålls av en noskon vid 1%). Djuren slappnar av, förlorar sin högerreflex och blir så småningom orörliga, tills de inte svarar på smärta. Fixera de bedövade mössen på en experimentbräda i rätt sidoposition och sterilisera med jodforprover, särskilt områdena som omger platsen för tumörinokulering.
    3. På vänster flankhud bara hjärnskålen till höften, gör ett 0,5 cm snitt med en skalpell och skapa en tunnel under huden mot frambenet, 2-3 cm, med trubbiga tång.
    4. Aseptiskt överföra en kub av tumör fragment per inokulering webbplats från mediet och placera djupt inne i den subkutana tunneln. Bekräfta visuellt fragmentets position innan såret stängs med sårklämmor.
    5. Övervaka tumörimplantaterade möss (5) tills de blir medvetna om att upprätthålla sternal avskum och sedan returnera dem till sin bur först efter deras fulla återhämtning från anestesi.
  2. Hälsoövervakning av tumörbärande möss
    1. Kontrollera vatten- och matkonsumtion dagligen och registrera kroppsvikt varje vecka.
    2. Kontrollera mössen under rutinövervakning. Registrera eventuella effekter på rörlighet, andning, grooming och allmänt utseende, mat- och vattenförbrukning, BW-vinst / förlust, ascites etc.
    3. Mät TV två gånger i veckan med kalibrar och uttryck i mm3 per: TV = 0,5 a × b2, där a och b är tumörens längd respektive bredd.
    4. Offra djur för att samla in prover när något av följande tecken visas: BW-förlust >20%; nedsatt rörlighet (kan inte äta eller dricka); kan inte röra sig normalt på grund av betydande ascites eller förstorad buk; ansträngning i andning; död.

3. Obduktion och tumörskörd

  1. När tumörvolymen nådde 200-800 mm3avlivar möss per godkända protokoll (se steg 1.2.2).
  2. Samla tumör vävnader genom att ta bort intilliggande icke-tumör vävnader, följt av att placera vävnaden i en 50 mL plaströr med AD +++ (på is) före dissociation.

4. Förberedelse för PDX-härledd organoidkultur

OBS: Alla följande steg utfördes inuti ett biosäkerhetsskåp enligt standardriktlinjer för vävnadskultur. Förvara förvärmda lager av plattor på 96,24 och 6 brunnar i en inkubator på 37 °C före användning.

  1. Reagenspreparat
    1. Förbered källaren membran extrakt (BME) lösning (tillväxtfaktor reducerad, Fenol Rödfri). Förvara 10 ml BME i ett kylskåp på 4 °C över natten. När den har tinat, snurra BME-flaskan för att säkerställa spridning.
    2. Förbered basmedia/tvättbuffert AD+++. Tillsätt 5 ml 200 mM L-glutamin, 1 M HEPES och Penna/Strep till Advanced DMEM/F12-media genom att pipettera med en 5 ml pipett.
    3. Förbered kolonorganoid medium som beskrivs av Sato et al.18 genom komplettering av basmedia med N-Ac (1 mM), A83-01 (500 nM), B27 (1x), EGF (50 ng/mL), Noggin (100 ng/mL), Nicotinamide (10 mM), SD202190 (10 nM), R-spondin (500 ng/ml), L-glutamin (2 mM), HEPES (10 μM), penicillin-streptomycin (1x) och Y-27623 (10 μM)19.
    4. Förbered AD+++Rötningsmedium: 10 ml 1x organoida odlingsmedier med 500 μL kollagenas typ II (20 mg/ml) och 10 μL RhoKI Y-27632 (10 mM).
  2. Tumör dissociation20
    1. Överför tumören i ett 50 ml plaströr till en 10 cm Petri-skål. Ta ett makroskopiskt fotografi tillsammans med en linjal och registrera en beskrivning av dess tillstånd (dvs. storlek, fettvävnader, kärlisering, nekros etc.).
    2. Ta bort överskott AD+++ genom aspiration och skär tumörvävnaden i små bitar med sax följt av överföring av 1-2 stycken i en 2 ml mikrorör för snabbfrysning på torr is. Förvara vid -80 °C för genomisk profilering. Hacka de återstående bitarna i finare bitar med sax innan du överför till ett 50 ml plaströr med AD+++.
    3. Tvätta malet vävnad 2-3 gånger med 35 ml AD+++, följt av tillsats av 10 ml rötningsmedium (se steg 4.1.4) och placering på en orbital shaker vid 4 x g i 1 timme vid 37 °C.
    4. Homogenisera den smälta vävnaden genom att pipettera upp och ner med en 5 ml steril plastpipett, följt av tillsats av 20 ml AD+++ och filtrering med 100 μm cellsil.
    5. Tvätta genompasseringen två gånger med AD+++ (snurra vid 450 x g i 5 min), följt av återsuspension i BME (tillsätt 4x volym BME till pelleten för suspension) och håll på is19.
  3. Förberedelse av organoid kultur
    1. Tillsätt BME-cellupphängningen i 6-brunnsplattan i flera droppar till totalt 200 μL per brunn.
    2. Överför plattan till en inkubator på 37 °C. Efter 30 min stelnar geldroppar.
    3. Tillsätt 2 ml organoida medier till varje brunn, med de representativa dropparna registrerade genom mikroskopisk fotografering innan de överförs till en inkubator (37 °C och 5 % CO2).
    4. Behåll organoidkulturerna med medelförändring var 3-4 dagar och passage vid ett 1:2-förhållande var 7: e dag eller beroende på deras tillväxt och densitet.

5. Histopatologi och nästa generations sekvenseringsanalys (NGS)

  1. Histopatologi
    1. Samla organoider från brunnen med det befintliga mediet med en P1000-pipett, följt av centrifugering (snurra vid 450 x g i 5 min), tvätta med PBS och fixering i 10% formalin i 1 timme.
    2. Placera de fasta organoiderna i 100% gelatin i botten av 50 ml koniskt rör, följt av rutinmässig vävnadsbehandling och inbäddning.
    3. Utför haematoxylin-eosin (H&E) färgning med standardprotokoll på 4 mm paraffinsektioner.
  2. RNAseq och hel exome sekvensering
    1. Samla organoider från brunnen med det befintliga odlingsmediet med en P1000-pipett, följt av centrifugering med hjälp av en mikrocentrifug med maximal hastighet (12 000 x g)i 5 min vid 4 °C.
    2. Samla pelleten genom att ta bort medelstor supernatant för att säkerställa att det inte fanns någon synlig BME, följt av snäppfrysning i ett mikrorör (torris) och överför sedan till en -80 °C frys.
    3. Extrahera RNA eller DNA med standardförfarande från tillverkare och utför NGS-analys för både RNAseq och hel exome sekvensering (WES).

6. IC50-analys 20

  1. Organisk sådd i 384-brunnsplatta för IC50-analys
    1. Dissociera organoider i BME-droppar från varje brunn (smältande BME) genom att tillsätta 20 μL 100x dispaslösning till varje brunn (6-brunnsplatta), som innehöll 2 ml organoidt medium, följt av 10 minuters inkubation vid 37 °C.
    2. Pipett smälte organoider från alla brunnar genom ett 70 μm-filter till ett 50 ml plaströr för att samla organoiderna.
    3. Räkna organoiderna under mikroskopi för bestämning av organoidkoncentration. Suspendera organoiderna med odlingsmedium innan du lägger till BME för att nå en slutlig koncentration på 5 % (v/v) på isen.
    4. Tillsätt 50 μL av den organoida suspensionen i varje 384-brunnsplatta med vätskedispensern, enligt plattkartan med en såddtäthet på 200 CR2110 PDXOs per brunn i motsvarande organoidkulturmedium.
  2. Cisplatin och irinotekan behandling
    1. Använd cisplatin (med den högsta koncentrationen på 100 μM) och "irinotecan" (med den högsta koncentrationen på 10 μM). Tillsätt SN-38 (en metabolit av irinotecan, i motsats till irinotecan som vanligtvis används för in vivo-studier) till varje brunn enligt läkemedelsutspädningssystemet för 9 doser, i seriell utspädning av digital dispener.
    2. Skapa platemap med hjälp av det digitala dispenserprogramvaran. Inkludera ett negativt kontrollfordon med 100% livskraft och postiv kontroll av 5 μM starurosporin, som visade 0% livskraft.
    3. Placera de läkemedelsbehandlade 384-brunnsplattorna tillbaka i 37 °C inkubator.
  3. Bestämning av organoid cellens livskraft efter läkemedelsbehandling
    1. I slutet av de 5 dagarna av läkemedelsbehandling, bestäm organoidcellens livskraft med hjälp av luminescerande cellviabilitetsreagens enligt tillverkarens rekommenderade förfarande. Tillsätt luminescent reagens i varje brunn med vätskeavspenern och blanda i 5 minuter på en plattskakapparat, följt av en inkubation på 30 min vid rumstemperatur i mörker.
    2. Spela in den självlysande signalen på en luminescence multi-well plåtläsare.
    3. Beräkna de normaliserade viabiliteterna för varje brunn med hjälp av de råa avläsningarna från plattläsaren och skapa en dosresponskurva och IC50-värden genom icke-linjär kurvkoppling.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Morfologi av PDO: er, typiska för organoider under ljusmikroskopi, och överensstämmer med föräldrarnas PDX per H&E-färgning
Under lätt mikroskopi visar PDXO- CR2110 typisk cystisk morfologi (figur 1A), som beskrivits tidigare för patientbaserade organoider (PDO), bevis som stöder likheten mellan PDXO och PDO under samma odlingsförhållanden.

Histopatologisk undersökning av H&E-färgning visar att vävnadsstrukturerna och celltyperna av PDXO-CR2110 (figur 1B) återspeglar den ursprungliga PDX-CR2110 (figur 1C), vilket stöder att PDX och PDXO utvecklades från samma ursprung: CR2110. Denna iakttagelse ger histopatologi bevis för att stödja likheten pdxo till dess förälder PDX.

Transkriptomuttryck och hel exome-sekvensering visar hög korrelation mellan PDXO-CR2110 och föräldra-PDX-CR2110
PDX-CR2110 tumörer har tidigare genomically-profilerade med transkriptionome sekvensering (RNAseq, mRNA)16 och hela exome (WES, DNA) sekvenserade. Vi har nu på liknande sätt profilerat motsvarande PDXO-CR2110. Genomiska profil jämförelser av motsvarande matchade PDX och PDXO (Figur 2) visar en hög korrelation av 94,92% i transcriptome (mRNA) uttryck (epigenetiska) och en hög överensstämmelse av 97,67% av DNA mutationer (WES) (genetisk), vilket tyder på en övergripande genomisk likhet mellan detta par modeller.

Likheter som observerats för de farmakologiska egenskaperna mellan PDXO-CR2110 in vitro och PDX-CR2110 in vivo
Läkemedelskänslighetsanalyser utfördes på PDXO-CR2110 i 384-brunnsplattor, med resultat som visas i figur 3A. PDXO-CR2110 var känslig för irinotekan och resistent mot cisplatin, överensstämmer med PDX behandlingsresultat (figur 3B) där TGI (tumörtillväxthämning) vid dosnivåer på 100 mg/kg, dvs. Q3Dx3 för irinotekan och 5 mg/kg, dvs. Q4Dx4 för cisplatin är 84, 63% respektive 6, 61%. Denna observerade farmakologiska konsistens stöder den potentiellt biologiska ekvivalensen hos båda modellerna och kan användas för kompletterande farmakologiska studier in vitro och in vivo.

Figure 1
Figur 1: Morfologi av PDXO-CR2110. a)Morfologi av under lätt mikroskopi (cystisk typ). B,C) Histopatologi av PDXO-CR2110 respektive PDX-CR2110. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Figure 2
Figur 2: Genomiska profiler av PDXO-CR2110 jämfört med PDX-CR2110, WES och RNAseq. Övre panel: global mRNA-uttryckskorrelation mellan PDX-CR2110 och PDXO-CR2110 per RNAseq. Nedre panel: tabell över både mRNA uttryck korrelationer per RNAseq och DNA mutation concordance per WES: PDX- vs PDXO-CR2110. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Figure 3
Figur 3: Farmakologiska egenskaper hos både PDXO-CR2110 in vitro och SC PDX-CR2110 in vivo. (A) PDXO- CR2110 in vitro-dossvar på testföreningarna. (B) Tumörtillväxthämning inducerad av samma testföreningar på CR2110 in vivo. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

De preliminära uppgifterna för PDX-/PDXO-CR2110 i denna rapport stöder den biologiska motsvarigheten mellan PDX och dess derivat PDXO när det gäller genomik, histopatologi och farmakologi, eftersom båda modellerna representerar de sjukdomsformer som härrör från patientens ursprungliga CSC. Båda modellerna är patientbaserade sjukdomsmodeller, potentiellt prediktiva för det kliniska svaret hos patienter10,11,12,21. Det matchade paret in vitro- och in vivo-modeller kan komplettera varandra för in vitro-screening och validering in vivo, vilket förbättrar framgångsgraden för läkemedelsupptäckt och potentiellt minskar utmattningsfrekvensen i klinisk utveckling. Det är värt att notera att PDXO nu kan göra det möjligt för HTS att dra nytta av tillgängliga stora patientbaserade organoidbibliotek, där PDX misslyckas på grund av höga in vivo-kostnader och längre tidslinjer. Naturligtvis skulle ett matchat PDX-PDXO-bibliotek sannolikt bli den plattform som väljer för att stödja läkemedelsupptäckt och translationell forskning inom en snar framtid.

Att konvertera det befintliga biblioteket med kommenterade PDX-modeller kan vara ett snabbt och produktivt tillvägagångssätt för att bygga ett praktiskt organoidbibliotek genom att använda en industriell process. Denna rapport konverterade en PDX till PDXO för att undersöka genomförbarheten av en sådan process, och den metod som används kan vara en grund för att stödja storskalig process för att bygga ett omfattande PDXO-bibliotek. Praktiskt taget liknar metoderna för att skapa PDXO i allmänhet den allmänt beskrivna metoden för generering av PDO18, med undantag för källan till patientvävnaden som är möss.

Det finns kritiska steg för att säkerställa att PDO: er skapas framgångsrikt: 1) de färska PDX-tumörerna är fragmenterade i små bitar; 2) de odlingsförhållanden som beskrivs för organoid kultur som beskrivs av Clevers och kollegor genomförstroget 18,22, men kan justeras för olika organoider; 3) Olika organoider har olika tillväxthastigheter, vilket påverkar varaktigheten för organoid kultur och hälsa, liksom läkemedelsbehandlingstid. 4) en effektiv analys för att bestämma musinnehåll kontra mänskligt innehåll är absolut avgörande för att säkerställa att kulturerna till stor del är mänskliga organoida, eftersom vissa kulturer oundvikligen kan ha ihållande musvävnad / cellförorening (i det fall som rapporteras här finns det minimal musvävnadsförorening, data som inte visas). Musförorening kan vara en av de viktiga begränsningarna för att skapa PDXO-biobanker om effektiva detekterings- och borttagningsmetoder inte används.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Alla författare är nuvarande heltidsanställda vid Crown Bioscience, Inc.

Acknowledgments

Författarna vill tacka Dr. Jody Barbeau, Federica Parisi och Rajendra Kumari för kritisk läsning och redigering av manuskriptet. Författarna vill också tacka Crown Bioscience Oncology in vitro och in vivo-teamet för deras stora tekniska insatser.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Advanced DMEM/F12 Life Technologies 12634028 Base medium
DMEM Hyclone SH30243.01 Washing medium
Collagenese type II Invitrogen 17101015 Digest tumor
Matrigel Corning 356231 Organoid culture matrix (Basement Membrane Extract, growth factor reduced)
N-Ac Sigma A9165 Organoid culture medium
A83-01 Tocris 2939 Organoid culture medium
B27 Life Technologies 17504044 Organoid culture medium
EGF Peprotech AF-100-15 Organoid culture medium
Noggin Peprotech 120-10C Organoid culture medium
Nicotinamide Sigma N0636 Organoid culture medium
SB202190 Sigma S7076 Organoid culture medium
Gastrin Sigma G9145 Organoid culture medium
Rspondin Peprotech 120-38-1000 Organoid culture medium
L-glutamine Life Technologies 35050038 Organoid culture medium
Hepes Life Technologies 15630056 Organoid culture medium
penicillin-streptomycin Life Technologies 15140122 Organoid culture medium
Y-27632 Abmole M1817 Organoid culture medium
Dispase Life Technologies 17105041 Screening assay
CellTiter-Glo 3D Promega G9683 Screening assay (luminescent ATP indicator)
Multidrop dispenser Thermo Fisher Multidrop combi Plating organoids/CellTiter-Glo 3D addition
Digital dispener Tecan D300e Compound addition
Envision Plate reader Perkin Elmer 2104 Luminescence reading
Balb/c nude mice Beijing HFK Bio-Technology Co
RNAeasy Mini kit Qiagen 74104 tRNA purification kit
DNAeasy Blood & Tissue Kit Qiagen 69506 DNA purification kit
Histogel Thermo Fisher HG-4000-012 Organoid embedding

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Tentler, J. J., et al. Patient-derived tumour xenografts as models for oncology drug development. Nature Reviews Clinical Oncology. 9, (6), 338-350 (2012).
  2. Gao, H., et al. High-throughput screening using patient-derived tumor xenografts to predict clinical trial drug response. Nature Medicine. 21, (11), 1318-1325 (2015).
  3. Yang, M., et al. Overcoming erlotinib resistance with tailored treatment regimen in patient-derived xenografts from naive Asian NSCLC patients. International Journal of Cancer. 132, (2), 74-84 (2013).
  4. Li, Q. X., Feuer, G., Ouyang, X., An, X. Experimental animal modeling for immuno-oncology. Pharmacology & Therapeutics. 173, 34-46 (2017).
  5. Sato, T., et al. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature. 459, (7244), 262-265 (2009).
  6. Drost, J., Clevers, H. Organoids in Cancer Researchearch. Nature Reviews Cancer. 18, (7), 407-418 (2018).
  7. Muthuswamy, S. K. Organoid Models of Cancer Explode with Possibilities. Cell Stem Cell. 22, (3), 290-291 (2018).
  8. Sachs, N., et al. A Living Biobank of Breast Cancer Organoids Captures Disease Heterogeneity. Cell. 172, (1-2), 373-386 (2018).
  9. Weeber, F., et al. Preserved genetic diversity in organoids cultured from biopsies of human colorectal cancer metastases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112, (43), 13308-13311 (2015).
  10. Vlachogiannis, G., et al. Patient-derived organoids model treatment response of metastatic gastrointestinal cancers. Science. 359, (6378), 920-926 (2018).
  11. Yao, Y., et al. Patient-Derived Organoids Predict Chemoradiation Responses of Locally Advanced Rectal Cancer. Cell Stem Cell. 26, (1), 17-26 (2020).
  12. Ganesh, K., et al. A rectal cancer organoid platform to study individual responses to chemoradiation. Nature Medicine. 25, (10), 1607-1614 (2019).
  13. van de Wetering, M., et al. Prospective derivation of a living organoid biobank of colorectal cancer patients. Cell. 161, (4), 933-945 (2015).
  14. Yang, J. P., et al. A novel RNAi library based on partially randomized consensus sequences of nuclear receptors: identifying the receptors involved in amyloid beta degradation. Genomics. 88, (3), 282-292 (2006).
  15. Zhang, L., et al. A subset of gastric cancers with EGFR amplification and overexpression respond to cetuximab therapy. Scientific Reports. 3, 2992 (2013).
  16. Chen, D., et al. A set of defined oncogenic mutation alleles seems to better predict the response to cetuximab in CRC patient-derived xenograft than KRAS 12/13 mutations. Oncotarget. 6, (38), 40815-40821 (2015).
  17. Guo, S., et al. Molecular Pathology of Patient Tumors, Patient-Derived Xenografts, and Cancer Cell Lines. Cancer Research. 76, (16), 4619-4626 (2016).
  18. Sato, T., et al. Long-term expansion of epithelial organoids from human colon, adenoma, adenocarcinoma, and Barrett's epithelium. Gastroenterology. 141, (5), 1762-1772 (2011).
  19. Tiriac, H., French, R., Lowy, A. M. Isolation and Characterization of Patient-derived Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Organoid Models. Journal of Visualized Experiments. (155), (2020).
  20. Kopper, O., et al. An organoid platform for ovarian cancer captures intra- and interpatient heterogeneity. Nature Medicine. 25, (5), 838-849 (2019).
  21. Corcoran, R. B., et al. Combined BRAF and MEK Inhibition With Dabrafenib and Trametinib in BRAF V600-Mutant Colorectal Cancer. Journal of Clinical Oncology. (2015).
  22. Huch, M., et al. Long-term culture of genome-stable bipotent stem cells from adult human liver. Cell. 160, (1-2), 299-312 (2015).
Skapa matchade in vivo/in vitro patient-härledda modellpar av PDX och PDX-härledda organoider för cancerfarmakologi forskning
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Xu, X., Shang, L., Wang, P., Zhou, J., Ouyang, X., Zheng, M., Mao, B., Zhang, L., Chen, B., Wang, J., Chen, J., Qian, W., Guo, S., Huang, Y., Li, Q. X. Creating Matched In vivo/In vitro Patient-Derived Model Pairs of PDX and PDX-Derived Organoids for Cancer Pharmacology Research. J. Vis. Exp. (171), e61382, doi:10.3791/61382 (2021).More

Xu, X., Shang, L., Wang, P., Zhou, J., Ouyang, X., Zheng, M., Mao, B., Zhang, L., Chen, B., Wang, J., Chen, J., Qian, W., Guo, S., Huang, Y., Li, Q. X. Creating Matched In vivo/In vitro Patient-Derived Model Pairs of PDX and PDX-Derived Organoids for Cancer Pharmacology Research. J. Vis. Exp. (171), e61382, doi:10.3791/61382 (2021).

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