Kombine bir 3D doku mühendisliği<em&gt; İn Vitro</em&gt; /<em&gt; Siliko</emSpesifik mutasyonel Arka İlaç Etkinliği tahmin için&gt; Akciğer Tümör Modeli

Claudia Göttlich; Lena C. Müller; Meik Kunz; Franziska Schmitt; Heike Walles; Thorsten Walles; Thomas Dandekar; Gudrun Dandekar; Sarah L. Nietzer

doi:10.3791/53885

Yöntem makalesi

Kombine bir 3D doku mühendisliği

9.6K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/53885

⸱

6 Nisan 2016

Claudia Göttlich^*¹ , Lena C. Müller^*¹ , Meik Kunz^*³ , Franziska Schmitt¹ , Heike Walles¹^,⁴ , Thorsten Walles² , Thomas Dandekar³ , Gudrun Dandekar¹^,⁴ , Sarah L. Nietzer¹

¹Department of Tissue Engineering and Regenerative Medicine (TERM), University Hospital Wuerzburg, ²Department of Cardiothoracic Surgery, University Hospital Wuerzburg, ³Department of Bioinformatics, University Wuerzburg, ⁴Translational Center Wuerzburg, Fraunhofer Institute Interfacial Engineering and Biotechnology IGB

^* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

Küçük hücreli dışı akciğer kanseri (NSCLC) hedefli tedavilere karşı duyarlılığı incelemek için biyolojik bir kollajen iskelesine dayalı üç boyutlu (3D) bir akciğer kanseri modeli sunuyoruz. Proliferasyon indeksi, apoptoz ve epitelyal-mezenkimal geçiş (EMT) durumunu belirlemek için farklı okuma teknikleri gösteriyoruz. Toplanan veriler, ilaç duyarlılığının tahmini için in silico bir modele entegre edilmiştir.

Özet

Bu çalışmada, biz belirli bir mutasyon birikimine göre ilaç yanıtının tahminler optimize etmek için siliko modelinde bir bir in vitro 3D akciğer tümörü modeli birleştirdi. Model bazal membran içeren hücre dışı matris kompozisyon ve mimarlık ile ilgili dokuya özgü özellikleri üretir bir decellularized domuz iskele üzerinde oluşturulur. Biz ilaç tedavisinin üç gün olmak üzere 14 gün içinde yapay tümör dokusu nesil sağlayan bir protokol standardize. Bizim makale 3D birkaç ayrıntılı açıklamaları Okuması tarama teknikleri etkinliğini değerlendirmek için yararlı araçlar vardır mezenkimal geçiş M30-ELISA ile süpernatanlarından proliferasyon indeksi Ki67 boyama kıyafetleri, apoptoz tespiti ve epitel değerlendirilmesi (EMT), gibi sağlar terapötik bileşikler. Biz 2B kültürüne Relat olan 3D tümör modelinde çoğalması bir azalma karşılaştırıldığında gösterisi olabilirKlinik duruma ed. Bu, daha az çoğalma rağmen, model HCC827 akciğer karsinoma hücre çizgilerinin karşılaştırılması ile gösterildiği gibi doğru bir şekilde biyomarker durumuna göre EGFR -targeted ilaç yanıtları tahmin (EGFR -mutated Kras vahşi tip) ve A549 (EGFR vahşi tip Kras - tirozin-kinaz inhibitörü (TKİ) gefitinib ile tedavi) mutasyona uğramış. vimentin / pan-sitokeratin immünofloresan boyama ile değerlendirilen daha gelişmiş tümör hücrelerinin ilaca cevabı araştırmak için, TGF-beta-1 uzun vadeli tedavisi ile EMT neden olmuştur. Bir akış biyoreaktör dokusu oluşumunu geliştirilmiş fizyolojik koşullar, kültürün ayarlamak için kullanıldı. Apoptoz, proliferasyon indeksi ve EMT - - Boolean içine siliko modelinde Ayrıca, gefitinib tedavisi veya TGF-beta-1 stimülasyon üzerine ilaç yanıtları entegrasyonunu göstermektedir. Buna ek olarak, belirli bir mutasyon arka plan ve sayısı ile tümör hücrelerinin kadar ilaca cevabı açıklardirence karşı erstrategies tahmin edilebilir. Biz özellikle de siliko genişlemesi ile in vitro yaklaşımında bizim 3D ve 2D hücre kültüründe daha gerçekçi koşullarda klinik öncesi uyuşturucu testi için ek bir değer sağlar eminiz.

Giriş

İlaç endüstrisi çok büyük maliyetler ^1-5 sebep klinik fazda kanser tedavisi alanında% 95'e varan yüksek aşınma oranları ile karşı karşıyadır. Bu açık bir nedeni, şu anda potansiyel yeni bileşiklerinin etkinliği kanseri hücre çizgilerinin 2B hücre kültürlerinde ya da hayvan modellerinde geniş ölçekli taramalarında değerlendirilir gerçektir. Hayvan modelleri daha yüksek bir karmaşıklık var ama fareler ve erkekler ^6,7 arasında önemli farklılıklar vardır. Son on yılda, farklı yaklaşımlar kullanarak 3D kanser modelleri 2D kanser hücre çizgilerinin kültürü ve in vivo tümör ^6,8,9 bir kompleks arasındaki boşluğu doldurma....