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Method Article
Das Ziel dieser Methodenarbeit ist es, eine robuste und reproduzierbare Methodik für die Anreicherung, Erzeugung und Expansion von primären Tumorzelllinien aus chirurgisch resezierten Pleuramesotheliomen zu demonstrieren.
Aktuelle Methoden zur Erweiterung primärer Tumorzelllinien aus seltenen Tumorarten fehlen. Dieses Protokoll beschreibt Methoden zur Erweiterung primärer Tumorzellen aus chirurgisch reseziertem, malignem Pleuramesotheliom (MPM), indem es einen vollständigen Überblick über den Prozess von der Verdauung bis zur Anreicherung, Expansion, Kryokonservierung und phänotypischen Charakterisierung bietet. Darüber hinaus stellt dieses Protokoll Konzepte für die Tumorgenerierung vor, die für mehrere Tumorarten nützlich sein können, wie z. B. die differentielle Trypsinisierung und den Einfluss von Dissoziationsmethoden auf den Nachweis von Zelloberflächenmarkern für die phänotypische Charakterisierung. Die Haupteinschränkung dieser Studie ist die Auswahl von Tumorzellen, die sich in einem zweidimensionalen (2D) Kultursystem ausdehnen. Variationen dieses Protokolls, einschließlich dreidimensionaler (3D) Kultursysteme, Medienergänzungen, Plattenbeschichtung zur Verbesserung der Haftung und alternativer Disaggregationsmethoden, könnten diese Technik und die Gesamterfolgsrate bei der Etablierung einer Tumorlinie verbessern. Insgesamt bietet dieses Protokoll eine Basismethode zur Etablierung und Charakterisierung von Tumorzellen aus diesem seltenen Tumor.
Das maligne Pleuramesotheliom (MPM) ist ein seltener Tumor, der stark mit Asbestexposition assoziiert ist. Obwohl immuntherapiebasierte Ansätze ermutigende Ergebnisse gezeigt haben, gibt es einen Mangel an Behandlungsmöglichkeiten für Patienten, die diese Krankheit entwickeln, und die Gesamtüberlebensrate von 5 Jahren ist niedrig 1,2. An mehreren Institutionen werden Anstrengungen unternommen, um diese Krankheit besser zu verstehen und neue therapeutische Ziele zu identifizieren, die die Patientenergebnisse verbessern können. Während es mehrere Mesotheliom-Mausmodelle gibt, ist der Zugang zu primären Mesotheliom-Tumorzellen begrenzter3. Die In-vitro-Expansion primärer Mesotheliom-Tumorzellen würde ein wertvolles Modellsystem liefern, mit dem Tumorzellen und ihre Interaktion mit autologen Immunzellen wie tumorinfiltrierenden Lymphozyten direkt untersucht werden können. Während es Berichte über die Expansion der primären Mesotheliom-Tumorzelllinien gibt, sind diese wenige und bieten keine detaillierte Standard-Operationsmethode (SOP). Darüber hinaus sind nur wenige Zelllinien aus kommerziellen Quellen wie der American Type Culture Collection (ATCC) verfügbar. Während die Verfügbarkeit von primären Tumorlinien begrenzt ist, wurde gezeigt, dass Tumorzellen aus Pleuraergüssen und direkt aus dem Tumorgewebe erweitert werden können 4,5. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass erweiterte Tumorzelllinien das molekulare Profil des ursprünglichen Tumors 4,5,6 erhalten.
Unser Labor untersucht die tumorimmune Mikroumgebung von MPM und hat eine Methode zur Erweiterung primärer MPM-Tumorzelllinien aus chirurgisch resezierten Fällen entwickelt. Diese Methode basiert auf unseren Erfahrungen bei der Etablierung primärer metastasierender Melanom-Tumorzelllinien. Ziel dieser Arbeit ist es, einen detaillierten, praktischen Ansatz für die Erweiterung der primären Mesotheliom-Tumorlinie unter Verwendung eines 2D-Modellsystems und anschließender phänotypischer Profilierung zu bieten. Angesichts des jüngsten Erfolgs von Checkpoint-Blockadestrategien, die auf CTLA4 und PD-1 in der Erstlinieneinstellungabzielen 2, könnte die Fähigkeit, viele primäre Tumorlinien zu erzeugen, das Verständnis sowohl der intrinsischen Resistenzmechanismen des Tumors fördern als auch ein wichtiges Modellsystem zur Beurteilung der T-Zell-Erkennung bereitstellen und so unser Verständnis der Immunantwort bei MPM vertiefen.
Die Haupteinschränkung dieses Protokolls besteht darin, dass jeder Tumor eine andere Mikroumgebung enthält und ein hohes Maß an Variabilität des Expansionserfolgs besteht. Darüber hinaus selektiert diese Methode nach Tumorzellen, die sich in einem 2D-Kultursystem ausdehnen können. Andere Methoden, die die Herstellung einer 3D-Sphäroid- oder Organoidkultur beinhalten, könnten einen alternativen Ansatz bieten, der eine höhere Erfolgsrate der Expansion ermöglichen oder dazu führen kann, dass Zelllinien abgeleitet werden können, die sich in einem traditionellen 2D-System nicht ausdehnen können. Solche 3D-Kulturen haben sich als nützlich für die Erzeugung von Tumorarten erwiesen, die schwer zu erweitern sind, zum Beispiel Bauchspeicheldrüsenkrebs7.
Alle hier beschriebenen Methoden wurden vom Institution Review Board (IRB) des MD Anderson Cancer Center der University of Texas genehmigt. Dies betrifft Standard-of-Care, chirurgisch resezierte MPM-Tumoren, die nach Einverständniserklärung entfernt wurden.
1. Aufbereitung von Tumorverdauungsmedien und anderen zugehörigen Medien
2. Verdauung von Tumorgewebe
3. Generierung der primären Tumorzelllinie
4. Erweiterung der primären Tumorzelllinie der frühen Passage
5. Charakterisierung und Banking etablierter primärer Tumorzelllinie
Um die Fibroblastenkontamination von frühen Passagekulturen zu bestimmen, werden Zellen mit einem Inverted-Phase-Mikroskop bewertet, um die Häufigkeit von Fibroblasten im Verhältnis zu den anderen vorhandenen adhärenten Zellen zu identifizieren. Abbildung 1 zeigt Beispiele für eine zunehmende Fibroblastenkontamination von 80% (Abbildung 1A), 50% (Abbildung 1B) und 30% (Abbildung 1C) im Vergleich zu einer Kultur ohne Fibroblastenkontamination (
Während dieses Protokoll einfach ist, gibt es ein paar kritische Schritte, die genau befolgt werden müssen. Das Einfrieren der frühen Passage ist wichtig, um die Fähigkeit zu erhalten, den Tumorzellanreicherungsprozess zu wiederholen, wenn er zunächst nicht erfolgreich ist. Die Fähigkeit, die fibroblastische Kontamination mit dem Auge zu beurteilen, um die richtige Spaltungs- und Medienhungertechnik zu bestimmen, ist entscheidend für die Verhinderung von Fibroblastenüberwucherung in der Kultur. Darüber hinaus er...
CH ist Mitglied des SAB für Briacell Therapeutics und der Mesothelioma Applied Research Foundation. Alle anderen Autoren haben nichts offenzulegen.
Wir möchten Raquel Laza-Briviesca für ihren Beitrag zum Start dieses Protokolls und Dr. Boris Sepesi, Dr. Reza Mehran und Dr. David Rice für die Zusammenarbeit bei der Gewebeentnahme danken. Es gibt keine zusätzlichen Mittel, die mit dieser Arbeit verbunden sind.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10 mL serological pipettes | BD Falcon | 357551 | |
15 mL conical tubes | BD Falcon | 352097 | |
2 mL aspirating pipettes | BD Falcon | 357558 | |
5 mL serological pipettes | BD Falcon | 357543 | |
50 mL conical tubes | BD Falcon | 352098 | |
6-well microplates, tissue culture treated | Corning | 3516 | |
Accutase | Innovative Cell Technologies | AT104 | A protease-collagenase mixture considered to be more effective in preserving epitopes for flow cytometry. |
anti-CD325 (N-Cadherin) PE | Invitrogen | 12-3259-42 | |
anti-CD90 PE-Cy7 | BD Biosciences | 561558 | |
anti-Mesothelin APC | Miltenyi | 130-118-096 | |
Bovine Serum Albumin 30% | Sigma | A8577-1L | |
Cell Dissociation buffer, enzyme-free | Thermo Fisher Scientific | 13151014 | |
Cell strainer (70 µm) | Greiner Bio-One | 542-070 | |
Centrifuge with 15 mL and 50 mL adaptors | |||
Collagenase Type 1 | Sigma-Aldrich | C-0130 | Dissolve 1.5 g of Collagenase type I into 100 mL of sterile DMEM and aliquot in 5 mL volumes. Label well and store at -20 °C. |
Controlled-rate freezing chamber | Thermo Fisher Scientific | 15-350-50 | |
Cryovials | Thermo Fisher Scientific | 5000-0020 | |
CulturPlate-96 | Packard Instrument Company | 6005680 | White, opaque 96-well microplate. |
Dimethyl sulfoxide | Thermo Fisher Scientific | BP231-100 | |
DNAse I (from bovine pancreas) | Sigma-Aldrich | D4527 | Aliquot at 50 μL, label well and store at -20 °C. After thawing, keep at 4 °C for up to 1 month. |
Dulbecco's Phosphate buffered saline solution 1x | Corning | 21-031-CV | |
Ethanol 200 proof | Thermo Fisher Scientific | A4094 | |
FACS tubes-filter top | BD Falcon | 352235 | |
Fetal bovine serum | Gemini-Bio | 100-106 | |
GentleMACS C-tubes | Miltenyi | 130-093-237 | |
GentleMACS Octo-dissociator with heater apparatus | Miltenyi | 130-096-427 | Includes specialized heater apparatus sleeves used to apply heat to the C-tubes during dissocation. |
Goat serum | Sigma-Aldrich | G9023 | Aliquot and store at -20 °C. |
Hank's Balanced Salt solution, 500 mL | Corning | MT21022CV | |
Hyaluronidase | Sigma-Aldrich | H3506 | Dissolve 0.15 g of Hyaluronidase into 100 mlLof sterile DMEM and distribute into 1.0 mL aliquots. Label well and store at -20 °C. |
Inverted-phase microscope | |||
Laminar flow hood | |||
Live/dead yellow dye | Life Technologies | L-34968 | |
Micropipettor tips, 20 µL | ART | 2149P | |
Micropipettor, 0.5-20 µL | |||
Mycoalert assay control set | Lonza | LT07-518 | Aliquot positive controls and store at -20 °C. |
Mycoalert Plus mycoplasma detection kit | Lonza | LT07-710 | Aliquot reagent and substrate and store at -20 °C. Save remaining buffer and aliquot for negative control and store at -20°C. |
Paraformaldehyde 16% | Electron Microscopy Sciences | 15710 | Prepare stock by filtering through a PVDF syringe filter (Millex cat. no. SLVV033RS) and aliquot under a fume hood. Store at -20 °C. |
Penicillin-streptomycin 10,000 U/mL | Gibco | 15140-122 | |
Pipet aid | |||
Plate reader with luminescent capabilities | BioTek | Synergy HT | any plate reader with these specifications can be used |
RPMI 1640 media | Corning | 10-040-CV | |
Scalpel | Andwin | 2975#21 | |
Stericup Quick Release-GP sterile vacuum filtration system, 0.22 µm PES Express PLUS, 500 mL | EMD Millipore | S2GPU05RE | |
Steriflip-GP filter, 0.22 µm PES Express PLUS, 50 mL | EMD Millipore | SCGP00525 | |
Sterile forceps | Thermo Fisher Scientific | 12-000-157 | |
T25 flasks, tissue culture treated | Corning | 430639 | |
T75 flasks, tissue culture treated | Corning | 430641U | |
Trypan blue solution 0.4% | Gibco | 15250-061 | |
Trypsin EDTA 0.05% | Corning | 25-052-CI | |
ViaStain acridine orange/propidium iodide (AO/PI) solution | Nexcelom | CS2-0106-5ML |
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