Ksenotransplantasyon
Tüm deney ve analizin kapsamlı bir görünümü, embriyo üretiminden akış sitometrisi ile hem sağkalım hem de hastalık yükü analizi ile hastalık ilerlemesinin değerlendirilmesine kadar uzanan Şekil 1'de gösterilmektedir. Bu yaklaşım, ksenotransplantasyonun tekrarlanabilirliğini ve ölçeklenebilirliğini artıran ve aynı zamanda hastalık yükünü değerlendirmek için yeni bir yol ekleyen çeşitli iyileştirmeler getirmektedir. Bu deneylerin başarısı, nakledilen hücrelerin sağlığına büyük ölçüde bağlıdır, çünkü sağlıklı olmayan ve log fazındaki hücreler transplantasyon sırasında çoğalamaz. Enjeksiyon seansının süresi de kritik bir parametredir. Tümör hücreleri hazırlandıktan sonra, zebra balığına enjeksiyonun 3-4 saat içinde tamamlanması çok önemlidir. Bu çalışmada kullanılan yaklaşım, bu zaman dilimi boyunca daha fazla sayıda embriyonun, bir agaroz plakası üzerinde doğrudan yan taraflarına evrelenmesi ve yumurta sarısına enjekte edilmesi gibi basit bir modifikasyon yoluyla enjekte edilmesini sağlar (Şekil 2C, D). Ayrıca, yeterli sayıda hücrenin enjekte edilmesi (400-600 hücre) için optimum iğne deliğinin seçilmesi, ancak deliğin embriyoların zarar göreceği kadar büyük olmaması şarttır. Diğer bir husus enjeksiyon basıncıdır. 12-13 psi'den daha yüksek basınçların embriyoların sarısını bozduğunu ve ölüme neden olduğunu bulduk. Son olarak, bu prosedüre özgü başka bir değişkenlik, enjeksiyonun tutarlılığıdır. Enjekte edilecek hücreler enjeksiyon iğnesinin ucuna yerleşir ve enjeksiyon bolusunda hassas kontrolü zorlaştırır. Hücreler ksenotransplante edildiğinde, tüm embriyolar aynı enjeksiyon bolusunu alma potansiyeline sahiptir, ancak pratikte almazlar (Şekil 3). Aktarılan hücre sayısı, tümör hücrelerinin davranışına (örn. topaklanma) ve operatörün beceri düzeyine bağlı olarak büyük ölçüde farklılık gösterebilir. Bu belirsizliği, uygun ve tutarlı bir hücre bolusu alan hayvanların yanı sıra daha düşük bir bolus alan hayvanların enjeksiyon sonrası kategorizasyonunu sağlayan CM-Dil boyama/mCherry etiketlemesi yoluyla ele aldık. CM-Dil boyama, ancak bir floresan proteini ile daha etkili bir şekilde işaretlenme, mikroskopi veya akış sitometrisi ile hastalık ilerlemesinin izlenmesini kolaylaştırma avantajına sahiptir (Şekil 4 ve Şekil 5).
Tümör davranış analizi
Tümör ilerlemesi, RFP'ye odaklanan basit floresan mikroskobu kullanılarak kolayca izlenebilir (Şekil 4A). Benzer şekilde, geleneksel sağkalım izlemesi Kaplan-Meier analizi (Log-rank ve Wilcoxon testi) ile gerçekleştirilebilir (Şekil 4B). Etkileyici bir şekilde, çalışma kolu başına tipik olarak 8-10 hayvanın bulunduğu fare tabanlı ksenotransplantasyon çalışmalarının aksine, burada açıklanan zebra balığı yöntemini kullanarak, her biri 60'tan fazla hayvanla çalışma kolları elde etmek zor değildir (Şekil 4B). Bu, in vivo çalışmaların çözme gücünü önemli ölçüde artırır. Son olarak, akış sitometrisi kullanarak hastalık yükü analizi için başka bir yaklaşım uyguladık. Bu, eşdeğer sayıda embriyonun bozulmasını ve elde edilen tek hücreli süspansiyonun tümör hücresi içeriğinin akış sitometrisi ile analiz edilmesini gerektirir. Tümöre özgü bir hücre yüzeyi markörünü floresan protein indikatörü ile birleştirerek, ksenotransplante edilen fareler/insan hücreleri, hastalık yükünü değerlendirmek için bir yaklaşım olarak akış sitometrisi ile güvenle tanımlanabilir (Şekil 5). Bu amaçla, kırmızı floresan proteinler üstündür, çünkü yeşil floresan proteinler, konakçı zebra balığı hücrelerinin otofloresansı üzerinde bir sinyal sağlayamadı. Burada, CD45 ile birlikte FACS analizi için ksenotransplantasyon boyunca hücre etiketleme ve izleme için mCherry kullanıldı. İkili etiketleme, iyi ve düşük bolus inokülasyonu arasındaki tümör yükündeki farklılıkları ölçmemize izin verdi (Şekil 5B, C).

Şekil 1: Tüm ksenotransplantasyon ve enjeksiyon sonrası analiz prosedürlerinin şeması. (A) Üreme kurulumu, embriyo toplama ve döllenmeden 2 gün sonrası (dpf) morfolojisi şematize edilmiştir. (B) Zebra balığı embriyolarının yumurta sarısında ksenotransplantasyon için lösemi hücrelerinin hazırlanması, boyanması ve enjeksiyonları. (C) Sağkalım ve akış sitometrisi dahil olmak üzere ksenotransplantasyon sonrası analizler. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Enjeksiyonlar için kullanılan aletlerin temsili görüntüleri. (A) Bir petri plakasına çekilmiş iğneler. (B) Embriyo evrelemesi için agaroz plakası. (C,D) Embriyo yükleme plakasına enjeksiyonlar için aşamalı embriyoları gösteren bir plaka (panel C'de temsili diyagram ve panel D'de gerçek embriyolar (kırmızı daire içine alınmış)). Panel D'nin sağ alt köşesindeki iç kısım, evrelenmiş embriyoların daha yüksek büyütmeli bir görünümünü gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Ksenotransplante edilmiş embriyoların temsili görüntüleri. Parlak alan ve immünofloresan görüntüleri, casper embriyolarının yumurta sarısındaki CM-Dil boyası (kırmızı) pozitif hücrelerin 1 dpi'de gösterilmiştir (debriyaj görüntüsü). Alt bolusa sahip embriyolar sarı bir okla gösterilirken, bozulmuş morfolojiye sahip olanlar bir yıldız işareti ile gösterilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Floresan görüntüleme ve sağkalım analizi ile hastalık ilerlemesinin değerlendirilmesi. (A) Ksenotransplante edilen embriyoların 4 dpi ve 7 dpi'de temsili görüntüsü. (B) Genetik olarak farklı iki lösemi hattına sahip embriyoların sağkalım analizini gösteren Kaplan Meier grafiği. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Ksenotransplante edilmiş zebra balıklarında hastalık yükünün akış sitometrik analizi. (A) Hücre süspansiyonu hazırlığının şematik gösterimi ve akış sitometrisi analizi. Kısaca, 4 dpi'deki embriyolar, tripsin ve kollajenaz kullanılarak tek hücreli süspansiyonlara ayrıştırılır, ardından akış sitometrisi yapılır. (B) Her paneldeki sol görüntünün FSC-A v/s SSC-A grafiği ve sağdaki görüntünün CD45 v/s mCherry sinyalleri olduğu akış sitometrisi analizi için temsili çizimler. (C) Enjekte edilmemiş, iyi ve düşük embriyolar için CD45 v/s mCherry grafiğinden elde edilen ksenotransplante edilen hücreler için hücre istatistiklerini gösteren çubuk grafik (her replike için n = 45, 40 ve 40 (n = 3); p değeri * ≤ 0.05, GraphPad Prism 9'da Welch düzeltmesi ile eşleşmemiş t-testi kullanılarak hesaplanmıştır). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.