Method Article
هنا ، نقدم بروتوكولا لتطوير كرويات الورم الميلانيني ثلاثية الأبعاد والملتحمة والعنبية واستخدام أقطاب كهربائية مخصصة محمولة باليد للعلاج الكيميائي الكهربائي في المختبر للكرويات ثلاثية الأبعاد في ثقافة جيدة. يقدم هذا وجهات نظر جديدة في استخدام العلاج الكيميائي الكهربائي في علاج الورم الميلانيني العيني.
العلاج الكيميائي الكهربائي (ECT) هو مزيج من تكوين المسام العابرة بعد تطبيق النبض الكهربائي مع إعطاء الأدوية السامة للخلايا ، مما يعزز التأثير السام للخلايا للعامل المطبق بسبب تغيرات الغشاء. تحاكي أنظمة الثقافة ثلاثية الأبعاد في المختبر نمو الورم في الجسم الحي وتحافظ على الخصائص البيولوجية للأورام بشكل أكثر دقة من مزارع الخلايا أحادية الطبقة التقليدية. نصف بروتوكولا لتطوير عضيات الورم ثلاثية الأبعاد باستخدام خطوط خلايا الورم الميلانيني الملتحمة (CM) والورم الميلانيني العنبي (UM) بالإضافة إلى استخدام أقطاب كهربائية مخصصة محمولة باليد ، ومناسبة للصدمات الكهربائية في المختبر في الثقافة بشكل جيد دون تدمير بيئة الورم. يحلل هذا البروتوكول ثقافة ونمو الكرويات ثلاثية الأبعاد CM و UM ورد فعلها على البليومايسين (2.5 ميكروغرام / مل) وحده ، والتثقيب الكهربائي (EP) (750 فولت / سم ، 8 نبضات ، 100 ميكرو ثانية ، 5 هرتز) وحده ، و ECT كمزيج من EP و bleomycin. تم تحديد تركيز الدواء وإعدادات EP المستخدمة في هذا البروتوكول كظروف مفضلة للصدمات الكهربائية وفقا للتجارب السابقة. تم إجراء الفحص المستخدم لتحديد الجدوى الكروية بعد 3-7 أيام من العلاج. كان التأثير على جدوى ونمو الورم ثلاثي الأبعاد كبيرا فقط بعد العلاج بالصدمات الكهربائية. يتم وصف الأقطاب الكهربائية المخصصة بالتفصيل من أجل تسهيل تطبيق النبضات في الثقافة جيدا. يضع هذا العلاج الجديد للكبوتات الكروية ثلاثية الأبعاد UM و CM نقطة انطلاق للتطبيق السريري في المستقبل.
الورم الميلانيني اللاتيني (UM) هو الورم الأولي الأكثر شيوعا داخل العين لدى البالغين ، بينما يمثل الورم الميلانيني الملتحمة (CM) 2٪ من جميع الأورام الميلانينية العينية1،2،3،4،5،6. المعالجة الكثبية والعلاج الإشعاعي بشعاع البروتون والعلاج بالضوء هي علاجات الخط الأول في UM ، في حين أن استئصال الكرة الأرضية قد يكون ضروريا1،2،3. يختلف علاج CM بين مراكز أورام العين. الخزعة الاستئصالية متبوعة بالعلاج الكيميائي الموضعي و / أو العلاج الإشعاعي هي نهج العلاج الأكثر شيوعا4. على الرغم من العلاج ، يرتبط CM بمعدل وفيات يتراوح بين 25٪ و 30٪ 5.
هناك ندرة في الأدبيات حول تكوين الكرويات CM و UM وتطبيق العلاج بالصدمات الكهربائية في الورم الميلانيني العيني6،7،8. تتمتع كرويات الورم بخصائص بيولوجية أفضل من مزارع الخلايا ثنائية الأبعاد التقليدية وقد تم اقتراحها كأداة مفيدة لتقليد بيئة الورم في الجسم الحي9. يجمع العلاج الكيميائي الكهربائي (ECT) بين استخدام الأدوية السامة للخلايا غير المنفذة مع التثقيب الكهربائي (EP) 10. EP هو التطبيق المحلي للنبضات الكهربائية القصيرة والمكثفة التي تتخلل الخلايا بشكل عابر لزيادة موضعية في امتصاص الأدوية المضادة للسرطان في الخلايا السرطانية وتؤدي إلى زيادة موتالخلايا 11. تضع هذه الدراسة بروتوكولا يصف تطور كرويات CM و UM وتبحث في النتائج بعد العلاج بالصدمات الكهربائية مع البليومايسين. يمكن أن يساعد هذا البروتوكول الباحثين في مجال أورام العين باستخدام طرائق علاجية أخرى على الكرويات أو دراسة المزيد من الآثار للصدمات الكهربائية. نظرا للاستخدام المحدود للصدمات الكهربائية في طب العيون ، هناك القليل من المعرفة فيما يتعلق بتأثير وعملية هذه الطريقة. وبالتالي ، قد توسع هذه التجربة نطاق خيارات العلاج في المستقبل. نقترح إعدادا جديدا مخصصا لقطب اللوحة المحمول باليد ، والذي يسمح بالصدمات الكهربائية للكروي في آبار الاستزراع دون أي تدمير لبيئة الورم.
1. تشكيل كروي
2. العلاج الكيميائي الكهربائي للورم الكروي
3. تحديد حجم كروي
4. تحديد الجدوى الكروية
أجريت التجارب باستخدام أقطاب كهربائية محمولة باليد مخصصة ، والتي تتكون من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة. سمك الأقطاب الكهربائية 1 مم ، والعرض 4 مم ، والفجوة بين القطبين 4 مم وطول كل قطب كهربائي 8 مم (الشكل 1). EP والبليومايسين وحدهما ليس لهما تأثير كبير على بقاء ونمو كل من الفيرودات الكروية UM و CM. يظهر العلاج بالصدمات الكهربائية انخفاضا كبيرا في قابلية بقاء الورم وفي الحجم الكروي. لوحظ فقدان الهندسة الكروية مع شظايا الخلايا المفككة حول الكرويات والنخر في المنطقة الوسطى والمحيطية لجميع الكرويات المختبرة بعد العلاج بالصدمات الكهربائية مع البليومايسين. يوضح الشكل 2 نتائج خطوط الخلايا CM2005.1. أظهرت خطوط خلايا UM النقيلية استجابة أعلى مقارنة بخطوط الخلايا الأولية بعد ECT8.
الشكل 1: أقطاب كهربائية محمولة باليد. الأقطاب الكهربائية مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة. يتم توفير مقبض الأقطاب الكهربائية مع المثقاب الكهربائي. سمك الأقطاب الكهربائية 1 مم ، والعرض 4 مم ، والفجوة بين القطبين 4 مم وطول كل قطب 8 مم (أ) ؛ التثقيب الكهربائي للكفيريات بتنسيق 96 بئر (ب). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: التأثير السام للخلايا للعلاج الكيميائي الكهربائي على كرويات الورم في خط خلايا الورم الميلانيني الملتحمة CM2005.1. تسبب العلاج الكيميائي الكهربائي (ECT، 750 فولت/سم بعد تطبيق 2.5 ميكروغرام/مل من البليومايسين) في تأثيرات سامة للخلايا أقوى في الكرويات مقارنة بالتثقيب الكهربائي وحده أو العلاج الكيميائي باستخدام البليومايسين (2.5 غ/مل) وحده. تم قياس التأثير السام للخلايا عن طريق حساب كل من مساحة المقطع العرضي ومقايسة الجدوى كنسبة مئوية من السيطرة غير المعالجة بعد سبعة أيام من العلاج. تظهر المخططات الصندوقية متوسط مساحة المقطع العرضي للكرويات (أ) ؛ متوسط صلاحية الأجسام الكروية (ب) ؛ صور تمثيلية للكرات ، شريط المقياس = 200 ميكرومتر (C). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
يستخدم EP في العديد من التطبيقات التكنولوجية الحيوية والسريرية12. قد تساعد التطورات التكنولوجية الجديدة ، مثل الأقطاب الكهربائية المصممة خصيصا ذات الخصوصية العالية لكل خلية وموقع مستهدف ، على استهداف الأنسجة بالصدمات الكهربائية في أي مكان في الجسم12. يجب أن يسمح تصميم الأقطاب الكهربائية وموضعها بالوصول الكامل للورم والتأكد من أن الأنسجة السليمة تتأثر بالحد الأدنى فقط أو لا تتلف من العلاج13.
أظهرت المنشورات السابقة تأثير العلاج بالصدمات الكهربائية في معلقات خلايا الورم الميلانيني البشري في المختبر7،8. الأدبيات التي تشير إلى تطبيق العلاج بالصدمات الكهربائية في نماذج خلايا العين ثلاثية الأبعاد أو غيرها من البيئات المماثلة في الجسم الحي ، مما يتيح استخداما علاجيا أكثر أمانا ، محدودة. يفترض Brun et al. أن الخلايا ثلاثية الأبعاد في السقالة أثناء التحليل المورفولوجي لها شكل دائري مختلف عن الشكل الممدود الموضح في الثقافات ثنائية الأبعاد ولكنها تشبه إلى حد كبير الخلايا من خزعات المرضى9. قد يؤدي تحسين إعدادات العلاج والأدوات المستخدمة في الثقافات ثلاثية الأبعاد إلى تحسين معلمات العلاج بالصدمات الكهربائية ، مما يسمح بنهج سريري أكثر دقة9.
نصف تطورا تقنيا فيما يتعلق بأقطاب كهربائية جديدة لتطبيق العلاج بالصدمات الكهربائية في مزارع الخلايا ثلاثية الأبعاد. Bleomycin هو العامل السام للخلايا الأكثر شيوعا بالاشتراك مع ECT11. أظهرت الدراسات السابقة لمجموعتنا أن إعدادات EP المطبقة (750 فولت / سم ، 8 نبضات ، 100 مللي ثانية ، 5 هرتز) كانت مناسبة لعلاج أورام العين في المختبر. تشمل الخطوات الحاسمة لهذه التقنية الوقت القصير اللازم لإجراء العلاج بالصدمات الكهربائية أثناء غرق الكرة الكروية بعد التعبئة بالإضافة إلى البعد الدقيق للأقطاب الكهربائية. كانت الحاجة إلى الأقطاب الكهربائية المخصصة بسبب الصعوبات في إجراء العلاج بالصدمات الكهربائية في الآبار باستخدام الأدوات المتاحة. أظهرت البيانات غير المنشورة من مجموعتنا زيادة في الضرر الكروي عند نقل الكرويات إلى بئر أكبر أو إلى كوفيت لإعدادها للعلاج ثم العودة إلى بئر المزرعة. تتمثل إحدى ميزات التقنية الموصوفة في عدم وجود معالجة كروية لإجراء العلاج ، لأن العضيات لا يتم نقلها إلى ألواح أو آبار أكبر. لذلك ، تحتفظ جميع الكرات بشكلها. ميزة أخرى هي استخدام فحوصات الجدوى ثلاثية الأبعاد أكثر قوة لتحديد السمية الخلوية للصدمات الكهربائية مقارنة بمقايسات الجدوى القياسية ، مثل اختبار MTT. وبالتالي ، يتم تحلل جميع خلايا الكرة الكروية ويلزم غسل الخلايا الإضافي وإزالة خطوات الماصة المتوسطة والمتعددة.
قيود الطرق الموصوفة هي العمر القصير للكرويات ، مما يؤثر على حجم الورم وكذلك نخر الخلية ، كما هو موضح في مركز العضوية الورمية. يتطلب معدل الوفيات المرتفع المرتبط في كل من CM و UM والخيارات العلاجية المحدودة إثراء الإمكانيات العلاجية الموجودة. قد يوفر العلاج بالصدمات الكهربائية طريقة مساعدة لتحسين نوعية حياة المريض وإطالة عمر المريض. تحاكي هذه الظروف المختبرية الإعداد في الجسم الحي بدقة أعلى ، مما يوفر نتائج واعدة لمزيد من التطبيقات البشرية. يمكن للدراسات المستقبلية باستخدام الكرويات المحضرة من الثقافات الأولية أن تقدم نتائج أكثر تمثيلا لتحسين إعدادات العلاج بالصدمات الكهربائية للعلاج المستهدف.
لم يتلق هذا التقرير أي منحة محددة من أي وكالة تمويل في القطاعات العامة أو التجارية أو غير الهادفة للربح.
تم دعم هذه الدراسة من قبل الدكتور رولف م. Schwiete-Stiftung. يشكر المؤلفون مارتين جيه جاغر (مختبر طب العيون في LUMC ، ليدن ، هولندا) وهيلين كاليراي (مجموعة أبحاث أورام العين في ليفربول ، طب السرطان الجزيئي والسريري ، جامعة ليفربول ، المملكة المتحدة) لتوفير خطوط خلايا UM. نود أيضا أن نشكر سابين هيشت (قسم طب العيون، مستشفى جامعة هالي (سالي)، ألمانيا) على المساعدة الفنية.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Bleomycin sulfate | Enzo | BML-AP302-0010 | 10 mg |
Cell culture flask 75 cm | TPP | TPP90076 | |
Cell culture flask TC175 cm | Sarstedt | 83,39,12,002 | Standard with Filter |
Cliniporator | IGEA | EPS01 | Electroporator |
Corning Costar Ultra-Low Attachment Multiple Well Plate, 96 well, round bottom | Corning | 7007 | 96Well clear round Bottom, Ultra low attachment plates |
EGF 1MG | Sigma-Aldrich | E4127-.1MG | |
F-12 K Nut Mix (1x) | Gibco | 21127-022 | |
Fetal Bovine Serum, South American | Corning | 35-079-CV | LOT Nr. 35079010, Reservierungsnummer: EU00478541 |
FKS | |||
KGM-2 | Lonza | CC-3103 | |
PBS w/o. CaCl und MgCl | PromoCell | C-40232 | 500 ml |
Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333-100ml | |
RPMI 1640 | Gibco | 11504566 | ATCC modification, HEPES, liquid, 500 ml |
Tecan Infinity M Plex | Tecan | ||
Trypsin-EDTA 1x Solution | Sigma-Aldrich | 59430C-100ml |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved