يستخدم بحثنا نموذج سرطان الكلى على رقاقة للتحقيق في التفاعلات بين خلايا الكلى السليمة والسرطانية. يساعدنا هذا النظام على تكرار حالة في الحياة التي تمكننا من دراسة التغيرات التي يحركها الورم في التعبير الجيني والالتهاب والتمثيل الغذائي. كما يوفر رؤى واضحة جدا حول تطور سرطان الكلى وكذلك آثاره على الأنسجة السليمة المحيطة.
يستخدم نظام سرطان الكلى المتقدم على الرقائق العديد من الأساليب مثل الموائع الدقيقة ، والطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد ، والتصوير عالي الدقة ، وأجهزة الاستشعار الحيوية في الوقت الفعلي ، وتسلسل الحمض النووي الريبي ، وفحص كريسبر. تمكننا هذه التقنيات من إنشاء محاكاة دقيقة حقا لحالات الكلى الحية التي تسمح لنا بدراسة الاستجابات الخلوية وتغيرات التعبير الجيني. تحقيق قابلية التكاثر في تجارب الموائع الدقيقة ، إنه أمر صعب للغاية.
يمكن أن تؤدي المشكلات الفنية مثل التعامل الدقيق مع السوائل إلى تباين في النتائج. بالإضافة إلى ذلك ، تؤثر تقلبات البروتوكولات المعقدة في معدلات التدفق والظروف البيئية على النتائج المتسقة. سيركز بحثنا القادم على تحديد توقيعات الحمض النووي الريبي الدقيقة المرتبطة بتطور سرطان الكلى وتقييم إمكاناتها كمؤشرات حيوية للمرض.
للبدء ، قم بتصميم الغرفة المطلوبة التي تتكون من أربع مقصورات متوازية باستخدام برنامج تصميم بمساعدة الكمبيوتر. يجب أن تحتوي الغرفة على مقصورتين للخلايا ، وحجرة مصفوفة واحدة ، وقناة توصيل. لطباعة الغرفة ثلاثية الأبعاد ، قم بإذابة خيوط بلاستيكية حيوية ، وتحديدا البولي بروبيلين ، باستخدام فوهة تسخين وإيداعها طبقة تلو الأخرى.
بعد الطباعة ، امزج 1،000 ميكرولتر من الكولاجين من النوع الأول مع محلول جينيبين وهيدروكسيد الصوديوم مع الحفاظ على الخليط على الثلج. أضف بعناية الأجار ومحلول الكولاجين إلى مقصورات المصفوفة الخاصة بالغرفة المطبوعة ثلاثية الأبعاد. ضع الغرفة في حاضنة ثاني أكسيد الكربون على حرارة 37 درجة مئوية لمدة 60-90 دقيقة للسماح للمصفوفة بالبلمرة.
ثم أضف 150 ميكرولترا من وسط الاستزراع أعلى المصفوفة واحتضنه طوال الليل. لتضمين خلايا الكاكي -1 ، أضف 25 ميكرولترا من تعليق الخلية ، متبوعا ب 75 ميكرولترا من الكولاجين من النوع الأول في أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل. دوامة الخليط جيدا.
الآن ، أضف بعناية 100 ميكرولتر من هلام الاغاروز المنصهر بنسبة 2٪ إلى الأنبوب واستمر في الدوامة حتى يصبح الجل متجانسا. ضع الغرفة في الحاضنة وحافظ على الظروف عند 37 درجة مئوية مع 5٪ ثاني أكسيد الكربون. بعد ساعة واحدة ، أضف 150 ميكرولترا من وسائط الخلية أعلى المصفوفة لمنع الجفاف.
في اليوم التالي ، استخدم ملعقة لإزالة المصفوفة من الغرفة. ضع المصفوفة ثلاثية الأبعاد مع الخلايا في صفيحة من 24 بئرا تحتوي على 1,000 ميكرولتر من وسط الاستزراع واحتضانها عند 37 درجة مئوية مع 5٪ ثاني أكسيد الكربون لمدة 24 ساعة. لحقن خلايا RPTEC/TERT1، قم بتحميل 10 ميكرولترات من معلق الخلية في ماصة دقيقة بطرف 10 ميكرولتر.
قم بحقن معلق الخلية بعناية في مصفوفة الكولاجين الصلبة المعدة مسبقا من خلال حجرة الخلية داخل الغرفة. ضع الغرفة في حاضنة 37 درجة مئوية 5٪ من ثاني أكسيد الكربون. بعد 60 دقيقة ، أضف 150 ميكرولترا من وسائط الخلية أعلى المصفوفة لمنع الجفاف واحتضان الخلايا لمدة 24 ساعة.
بعد ذلك ، قم بإزالة المصفوفة من الغرفة باستخدام ملعقة وضعها في صفيحة مكونة من 24 بئرا تحتوي على 1 ، 000 ميكرولتر من وسط الاستزراع واحتضانها عند 37 درجة مئوية مع 5٪ ثاني أكسيد الكربون. أضف الآن المواد الهلامية إلى الشريحة. قم بتوصيل الشريحة بمصفوفة الخلية ثلاثية الأبعاد بنظام التروية باستخدام الأنابيب.
اضبط معلمات النظام وضع الشريحة في الحاضنة. بعد الانتهاء من التروية ، قم بإزالة المواد الهلامية من نظام التروية واشطفها باستخدام PBS. أكد تلطيخ التألق المناعي أن التشكل النموذجي للأنابيب الكلوية مستمر مع طبقة أحادية ضيقة تقع في الوسط في الجل.
بدا سرطان الخلايا الكلوية الكروي مستديرا ومتجانسا الحجم. ظلت صلاحية الخلية ثابتة خلال فترة الاستزراع بدون علاجات ، كما يتضح من تسرب LDH المستقر بين اليوم الأول إلى الخامسة. يشير نشاط الكاسباز المتزايد في وجود الخلايا المناعية إلى تعزيز موت الخلايا المبرمج.
تحت تأثير سرطان الخلايا الكلوية الكروي ، أظهرت الأنابيب الكلوية تعبيرا غنيا عن الجينات المرتبطة بتنظيم جهاز المناعة. ارتفع إفراز TNF-alpha في الأنابيب الكلوية في الزراعة المشتركة مع سرطان الخلايا الكلوية الكروي.
