Bu makalede, canlı, hastaya bağlı, preklinik bir model sisteminde tümör ilaç yanıtlarının değerlendirilmesi için hasta kaynaklı eksplantların üretimi, ilaç tedavisi ve analizi için yöntemler açıklanmaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu makalede, canlı, hastaya bağlı, preklinik bir model sisteminde tümör ilaç yanıtlarının değerlendirilmesi için hasta kaynaklı eksplantların üretimi, ilaç tedavisi ve analizi için yöntemler açıklanmaktadır.
İlaç direncinin anlaşılması ve yüksek dirençli kanserleri duyarlı hale getirmek için yeni stratejilerin geliştirilmesi, hasta yanıtlarını doğru bir şekilde tahmin edebilen uygun preklinik modellerin mevcudiyetine bağlıdır. Mevcut preklinik modellerin dezavantajlarından biri, insan tümör mikroçevrimini (TME) bağlamsal olarak koruyamaması ve intratümoral heterojenliği doğru bir şekilde temsil edememesi ve böylece verilerin klinik çevirisini sınırlamasıdır. Buna karşılık, insan tümörlerinin canlı parçalarının kültürünü temsil ederek, hasta kaynaklı eksplant (PDE) platformu, ilaç yanıtlarının orijinal tümörlerin patolojik ve mimari özelliklerini mümkün olduğunca yakından yansıtan üç boyutlu (3D) bir bağlamda incelenmesini sağlar. PDE'lerle yapılan önceki raporlar, platformun kemosentetifi chemore dirençli tümörlerden ayırt etme yeteneğini belgelemiş ve bu ayrımın aynı kemoterapilere verilen hasta yanıtlarını öngördüğü gösterilmiştir. Aynı zamanda, PDE'ler ilaç yanıtlarını tahmin eden tümörlerin moleküler, genetik ve histolojik özelliklerini sorgulama fırsatı verir, böylece hasta tabakalaşması için biyobelirteçlerin yanı sıra dirençli tümörleri duyarlı hale getirmek için yeni girişimsel yaklaşımlar tanımlanır. Bu makalede, hasta örneklerinin toplanmasından uç nokta analizine kadar PDE metodolojisi ayrıntılı olarak raporlandırilmektedir. Uygun olduğunda belirli tümörler için ısmarlama durumları vurgulayarak eksplant derivasyon ve kültür yöntemlerinin ayrıntılı bir açıklamasını sağlar. Uç nokta analizi için, hem tümöral hem de stromal bölgelerdeki anahtar biyobelirteçlerin mekansal profillerinin uzamsal profillemesi için çok katlı immünofluoresans ve multispektral görüntülemeye odaklanmaktadır. Bu yöntemleri birleştirerek, çeşitli klinikopatolojik parametrelerle ilişkili olabilecek ve böylece biyobelirteç tanımlaması için potansiyel olarak kullanılabilecek nicel ve nitel ilaç yanıt verileri üretmek mümkündür.
Etkili ve güvenli antikanser ajanların geliştirilmesi, tahmine dayalı ve farmakodinamik biyobelirteçlerin tanımlanmasını kolaylaştırabilecek etki mekanizmaları hakkında da fikir verebilecek uygun preklinik modeller gerektirir. Inter- ve intratumor heterojenlik1,2,3,4,5 ve TME6,7,8,9,10,11,12'nin antikanser ilaç yanıtlarını etkilediği bilinmektedir ve hücre hatları, organoidler ve fare modelleri gibi mevcut birçok preklinik kanser modeli bu önemli özellikleri tam olarak karşılayamaz. Özellik. "İdeal" bir model, tümörlerdeki kötü huylu olmayan hücrelerle malignün karmaşık mekansal etkileşimlerini yeniden yakalayabilen ve tümörlerdeki bölgesel farklılıkları yansıtabilen modeldir. Bu makale, bu gereksinimlerin çoğunu yerine getirebilecek gelişmekte olan bir platform olarak PDE'lere odaklanır13.
Histokültür olarak da bilinen insan PDE'lerinin kullanımının ilk örneği, Hoffman ve arkadaşlarının yeni resected insan tümörlerinden oluşan dilimler oluşturduğu ve bunları kollajen matrisi14,15'tekültüre ettiği 1980'lerin sonlarına kadar uzanır. Bu, doku mimarisini koruyan, TME içindeki stromal bileşenlerin ve hücre etkileşimlerinin sürdürülmesini sağlayan bir 3D kültür sistemi kurmayı içeriyordu. Orijinal tümörün yapısızlaştırmadan, Hoffman ve ark.16 çevirisel araştırmanın yeni bir yaklaşımını müjdeledi ve bu zamandan beri, birçok grup doku bütünlüğünü korumak ve doğru ilaç yanıt verileri oluşturmak amacıyla farklı eksplant yöntemlerini optimize etti17 , 18,19,20,21,22,23,24 , protokoller arasındaki bazı farklılıklar belirgin olsa da. Butler ve ark. jelatin süngerlerindeki eksplantları,20 , 21,25örneği aracılığıyla besinlerin ve ilaçların yayılmasına yardımcı olmak için kültürlü, Majumder ve ark. ise aynı hastadan elde edilen otolog serumun varlığında tümör ve stromal proteinlerden oluşan bir matrisin üzerine eksplantlar oluşturarak bir tümör ekosistemi yarattı22, 23.
Daha yakın zamanda, grubumuz, tümörlerin 2 - 3 mm3boyutlu parçalara bölünerek eksplantların üretildiği ve daha sonra bir kültür sisteminin hava sıvısı arayüzünde geçirgen membranlara ek bileşenler olmadan yerleştirilen bir protokol kurdu24. Birlikte ele alındığında, bu çok sayıda çalışma, PDE'lerin orijinal tümörlerin mekansal mimarisini ve bölgesel heterojenliğini koruyan insan tümörlerinin sağlam, canlı parçalarının kültürüne izin verdiğini göstermiştir. Orijinal deneylerde eksplantlar veya histokültürler genellikle ilaç tedavisinden sonra homojenizasyona maruz kalmış, Bundan sonra histokültür ilaç yanıt tahlil 20,21 , MTT (3-(6)-2,5-difeniltetrazolium bromür) tahlil, laktat dehidrogenaz tahlil veya resazurin bazlı tahlil 26 ,27,28 gibi homojenize örneklere çeşitli canlılık tahlilleri uygulanmıştır. . Uç nokta analiz tekniklerinde, özellikle dijital patolojide son zamanlarda kaydedilen ilerleme, eksplantlar29,30üzerinde gerçekleştirilebilecek uç nokta testlerinin ve testlerinin repertuarını genişletti. Bu yeni teknolojileri uygulamak için, homojenizasyon yerine, eksplantlar formalin olarak sabitlenir, parafin (FFPE) içine gömülür ve daha sonra immünostaining teknikleri kullanılarak analiz edilir ve mekansal profilleme sağlar. Bu yaklaşımın örnekleri küçük hücreli dışı akciğer kanseri (NSCLC), meme kanseri, kolorektal kanser ve mezotelioma eksplantları, çoğalma belirteci için immünohistokimyasal lekelenme, Ki67 ve apoptotik belirteç, fermuarlı poli-ADP riboz polimeraz (cPARP), hücre çoğalması ve hücre ölümündeki değişiklikleri izlemek için kullanılmıştır24,31,32,33,34.
Çoklayıcılı immünofluoresans, özellikle uç nokta35'tekieksplantlarda ilaç yanıtlarının mekansal profillenilmesi için elverişlidir. Örneğin, ilaç tedavisi 13 ,36,37,38ve terapötik bir ajanın "soğuk tümörden" "sıcak tümöre" geçişi destekleyip destekleyemeyeceği araştırılarak, makrofajlar veya T hücreleri gibi belirli bağışıklık hücreleri sınıflarının TME içinde relokalizasyonunu ve mekansal dağılımını ölçmek mümkündür39 . Son yıllarda, bu grup farklı tümör tiplerinden (NSCLC, renal kanser, meme kanseri, kolorektal kanser, melanom) PDE'lerin türetlenmesine ve kemoterapiler, küçük molekül inhibitörleri ve immün kontrol noktası inhibitörleri (ICI'ler) dahil olmak üzere bir dizi antikanser ajanın test edilmesine odaklanmıştır. Uç nokta analiz yöntemleri, canlılık için biyobelirteçlerin yanı sıra TME'nin farklı bileşenleri için biyobelirteçlerin mekansal profillemesine izin vermek için çok yönlü immünofluoresansı içerecek şekilde optimize edilmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Doku toplama
2. Explant hazırlığı
3. İlaç tedavisi
4. Histolojik işleme
5. Hematoksilin ve eozin (H&E) boyama
6. İmmünasyon
NOT: Aksi belirtilmedikçe aşağıdaki adımlar RT'de gerçekleştirilmelidir.
7. Tarama
NOT: Slayt taraması multispektral otomatik görüntüleme sistemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir (Bkz. Malzeme Tablosu).
8. Analiz
NOT: Aşağıdaki protokol fenotip analizi yöntemini göstermektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
MIF lekeli histolojik bölümlerin multispektral görüntülemesi, tek tek hücre popülasyonlarının tanımlanmasına ve fenotipilmesine ve eksizyon TME'deki tümör ve stromal bileşenlerin tanımlanmasına izin eder (Şekil 2). Multispektral görüntüleme, otofluoresans sinyalinin diğer sinyallerden arındırılmasına ve sonraki analizlerden dışlandırılmasına izin verdiği için kollajen içeriği yüksek dokular gibi içsel otoflüoresansı yüksek dokuların analizi için özellikle yararlıdır. Daha sonra siliko doku v...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu makalede PDE'lerin üretimi, ilaç tedavisi ve analizine yönelik yöntemler açıklanmaktadır ve platformun preklinik bir model sistemi olarak avantajları vurgulanmaktadır. Yapısızlaştırmasını içermeyen yeni resected bir tümörün ex vivo kültürü, tümör mimarisi13,24'ün tutulmasını ve böylece TME'deki hücresel bileşenlerin mekansal etkileşimlerinin yanı sıra intratümoral heterojeniteye izin verir. Bu yöntem, tümöre özgü bir belirteç kullanarak tümör dokusunun stroma ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklayacak bir şey yok
Leicester NHS Trust Üniversite Hastaneleri'ndeki cerrahlara ve patologlara cerrahi resekre tümör dokusu sağladıkları için teşekkür ederiz. Ayrıca Core Biotechnology Services bünyesindeki Histoloji tesisine FFPE doku bloklarının doku işleme ve bölümleme konusundaki yardımları için ve Kees Straatman'a Vectra Polaris kullanımına destek için teşekkür ediyoruz. Bu araştırma, Leicester Üniversitesi, MRC Toksikoloji Birimi, Kanser Araştırmaları İngiltere Terapötik Keşif Laboratuvarları ve LifeArc olmak üzere dört ortaktan oluşan Explant Konsorsiyumu tarafından desteklendi ve finanse edildi. CRUK-NIHR Leicester Deneysel Kanser Tıbbı Merkezi (C10604/A25151) tarafından ek destek sağlanmıştır. GM, CD ve NA için fon, Pfizer'dan sağlanan finansmanla desteklenen Breast Cancer Now's Catalyst Programı (2017NOVPCC1066) tarafından sağlandı.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| < güçlü > Asetik asit < / güçlü > | Sigma | 320099 | Boyama reaktifi |
| < güçlü > Antikor Seyreltici / Blok, 1x< / güçlü > | Perkin Elmer | ARD1001EA | Antikor seyreltici / bloke edici tampon |
| < güçlü > Barnstead NANOpure Diamond< / güçlü > | Barnstead | Ultra Saf (UP) H < alt > 2 < / alt >O makinesi | |
| Sitrik Asit Monohidrat< / güçlü > | Sigma-Aldrich | C7129 | Sitrat tamponu için Reaktif |
| Costar Çoklu Kuyu Hücre Kültürü Plakaları< / güçlü > | Corning Incorporated | 3516 | 6 çok kuyulu plaka |
| < güçlü >DAPI Dilaktat< / güçlü > | Yaşam Teknolojileri | D3571 | |
| < güçlü> 100 x 17 mm Çanak, Nunclon Delta< / güçlü> | ThermoFisher Scientific | 150350 | 100 mm çaplı doku kültürü çanak |
| DMEM (1x) Dubelcco'nun Modifiye Eagle Ortamı + 4,5 g/L D-Glikoz + 110 mg/mL Sodyum Piruvat | >Gibco (Yaşam Teknolojileri) | 10569-010 | Doku kültürü ortamı (500 mL) |
| DPX montajlı | VWR | 360294H | Montaj ortamı |
| DPX montajlı | Merck | 6522 | Montaj ortamı |
| < güçlü > Etilendiamintetraasetik asit (EDTA) < / güçlü > | Sigma-Aldrich | 3609 | TE tamponu için reaktif |
| Eozin < / güçlü > CellPath | RBC-0100-00A | Boyama reaktifi | |
| Fetal Sığır Serumu< / güçlü > | Gibco | 10500-064 | Doku kültüründe kullanım için orta |
| %37 Formaldehit | Fisher (Acros) | 119690010 | 10 Formalin |
| iGenix, mikrodalga fırın IG2095 | iGenix | IG2095 | Antijen geri kazanımı için kullanılan mikrodalga |
| Endüstriyel metillenmiş ruh (IMS) | Genta Medical | 199050 | %99 Endüstriyel Denatüre Alkol (IDA) |
| InForm Gelişmiş Görüntü Analiz Yazılımı | Akoya Biosciences | InForm | |
| Leica ASP3000 Doku İşlemcisi | Leica Biosystems | Otomatik Vakum Doku | |
| İşlemcisiLeica Arcadia H ve C | Leica Biosystems | Gömülü balmumu banyosu | |
| Leica RM2125RT | Leica Biosystems | Döner mikrotom | |
| Leica ST4040 Lineer Boyayıcı | Leica Biosystems | H & E boyayıcı | |
| Mayer'in Hematoksilen | >Sigma | GHS132-1L | Boyama reaktifi |
| Milicell Hücre Kültürü Ekleri, 30 mm, hidrofilik PTFE, 0.4 ve mikro; m | Merck Milipore | PICMORG50 | Organotipik kültür ekleme |
| diskiNovolink Polimer Algılama Sistemi | Leica Biosystems | RE7150-K | DAB boyama kiti |
| OPAL 480 | Akoya Biosciences | FP1500001KT | Dimetil Sülfoksit (DMSO) seyrelticili |
| OPAL 520 | FloroforDimetil Sülfoksit | (DMSO) seyrelticili | |
| OPAL 570 | Akoya Biosciences FP1487001KT Florofor >Akoya Biosciences | FP1488001KT | Dimetil Sülfoksit (DMSO) seyrelticili |
| OPAL 620< / güçlü > | Akoya Biosciences | FP1495001KT | Dimetil Sülfoksit (DMSO) seyrelticili |
| OPAL 650< / güçlü Florofor> | Akoya Biosciences | FP1496001KT | Dimetil Sülfoksit (DMSO) seyrelticili |
| OPAL 690 Florofor> | Akoya Biosciences | FP1497001KT | Dimetil Sülfoksit (DMSO) seyrelticili |
| OPAL > / OPAL TSA-DIG Reaktif | Akoya Biosciences | FP1501001KT | Dimetil Sülfoksit (DMSO) seyreltici ve TSA-DIG reaktifi ile Florofor |
| <>Opal Polimer HRP Ms Plus Rb, 1x | Perkin Elmer | ARH1001EA | HRP |
| polimeripenisilin / streptomisin çözeltisi | Fisher Scientific | 11548876 | Doku kültürü ortamında kullanım için |
| PhenoChart Whole Slide Contextual Viewer | Akoya Biosciences | PhenoChart | Viewer yazılımı taranan görüntüler için |
| < güçlü > Fosfat Tamponlu Tuzlu Tabletler< / güçlü > | Thermo Scientific Oxoid | BR0014G | PBS |
| < güçlü > 1x Plus Amplifikasyon Seyreltici< / güçlü > | Perkin Elmer | FP1498 | Florofor seyreltici |
| < güçlü > Elmas Antifade Mountant< / güçlü > | P36961 | Montaj ortamı | |
| < güçlü > Sürgülü Taşıyıcı | Perkin Elmer | Vectra Polaris ile taramak üzere slaytları Slide Carrier Hotel'e yüklemek için | |
| Sodyum Klorür | Fisher Scientific | S/3160/63 | %10 Formalin |
| Sodyum Hidroksit peletleri | Fisher Scientific | S/4920/53 | Sitrat tamponu için reaktif |
| Tenatex Sertleştirilmiş Balmumu - Pembe (500 g) | KEMDENT | 1-601 | Dental balmumu yüzeyi |
| Thermo Scientific İmmünoboyama Merkezi için Shandon Sequenza Sürgülü Raf< / güçlü> | Slaytlar ve slayt klipleri için | Fisher Scientific | 10098889 |
| < güçlü > Thermo Scientific Shandon Plastik Kapak Plakaları< / güçlü > | Fisher Scientific | 11927774 | Slayt klipleri |
| < güçlü > Tris (hidroksimetil) aminometan (Tris) < / güçlü > | TE tamponu için | Sigma-Aldrich | 252859 |
| VectaShield | Vecta Laboratories | H-1000-10 | Montaj ortamı |
| Vectra Polaris Slayt Tarayıcı | Perkin Elmer | Vectra Polaris | Slayt tarayıcı |
| Ksilen | Genta Medical | XYL050 | Mum giderici ajan |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.