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Method Article
Ici, nous présentons un système de culture monocouche mixte ex-vivo pour l'étude de la migration des cellules de gliome humain (hGC) en temps réel. Ce modèle permet d'observer les interactions entre les hGC et les axones myélinisés et non myélinisés dans une chambre compartimentée.
Le glioblastome est l'un des cancers humains les plus agressifs en raison de l'hétérogénéité cellulaire étendue et des propriétés de migration des hGCs. Afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents à la migration des cellules du gliome, une capacité d'étudier l'interaction entre les hGCs et les axones dans le microenvironnement tumoral est essentielle. Afin de modéliser cette interaction cellulaire, nous avons développé un système de culture mixte composé de hGCs et ganglions de racine dorsal (DRG) axone-oligodendrocyte co-cultures. Les cultures DRG ont été sélectionnées parce qu'elles peuvent être isolées efficacement et peuvent former des projections longues et étendues qui sont idéales pour des études de migration de cette nature. Des oligodendrocytes purifiés de rat ont alors été ajoutés sur les axones purifiés de DRG de rat et induits à myélinéine. Après avoir confirmé la formation de myéline compacte, les hGC ont finalement été ajoutés à la co-culture et leurs interactions avec les axones DRG et les oligodendrocytes ont été surveillés en temps réel à l'aide de la microscopie en time-lapse. Dans ces conditions, les hGC forment des structures agrégées tumorales qui expriment GFAP et Ki67, migrent le long des pistes axonales myélinisés et non myélinisés et interagissent avec ces axones par la formation de pseudopodia. Notre système de co-culture ex vivo peut être utilisé pour identifier de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires de la migration hGC et pourrait potentiellement être utilisé pour les tests d'efficacité des médicaments in vitro.
Le glioblastome est l'une des tumeurs les plus agressives et mortelles du cerveau humain. La norme actuelle de soins comprend la résection chirurgicale de la tumeur suivie par le rayonnement1 plus l'administration concomitante et adjuvante de temozolomide2. Même avec cette approche multi-thérapeutique, la répétition de tumeur est inévitable3. Cela est dû en partie à la nature migratoire étendue des cellules tumorales, qui envahissent le parenchyme cérébral créant de multiples projections en tant que doigt dans le cerveau4 qui rendent la résection complète peu probable.
Ces dernières années, il est devenu évident que l'agressivité du glioblastome est due, en partie, à la présence d'une population de cellules souches cancéreuses dans la masse tumorale5,6, qui présentent un potentiel migratoire élevé7,8, la résistance à la chimiothérapie et le rayonnement9,10 et la capacité de former des tumeurs secondaires11. Les CGC sont capables de récapituler les tumeurs polyclonales originales lorsqu'elles sont xénogreffes sur des souris nues5.
Malgré la richesse des connaissances sur le contexte génétique des glioblastomes, les études sur la migration des cellules de gliome (GC) sont actuellement entravées par un manque de modèles de migration in vitro ou in vivo efficaces. Notamment, tandis que les interactions cellules-axonales de glioma modulées par des facteurs cellulaires et environnementaux sont une composante fondamentale de l'invasion de gliome, à notre connaissance il n'y a actuellement aucun système expérimental avec la capacité de modéliser ces interactions12,13,14. Pour répondre à cette insuffisance, nous avons développé un système de culture ex vivo des hGCs primaires co-cultivés avec les axon-oligodendrocytes purifiés de DRG qui a comme conséquence l'expression élevée des marqueurs différenciés de tumeur aussi bien que la migration et l'interaction étendues des hGCs avec les fibres myélinies et non myélinies. Cette plate-forme ex vivo, en raison de sa disposition compartimentée, est adaptée pour tester les effets de nouvelles thérapies sur les modèles de migration hGC.,
Les protocoles de collecte, d'isolement et de propagation des cellules humaines de glioma d'origine patiente ont été approuvés par le comité de la CISR de l'hôpital de Rhode Island. Tous les animaux étaient entretenus selon le Guide des NIH pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire. Tous les protocoles d'utilisation des animaux ont été approuvés par le Comité institutionnel de soins et d'utilisation des animaux de l'hôpital de Rhode Island.
1. Préparations médias et tampons
2. Isolement et culture des neurosphères de cellules souches de Glioma
3. Culture compartimentée des Ganglions de racine de Rat Dorsal (DRGs), oligodendrocytes (OPCs) et hGCs
Afin d'étudier l'interaction des hGCs avec des axones, nous avons généré des axones DRG purifiés comme précédemment décrit15,16,17,18. Ces axones DRG purifiés ont ensuite été ensedus de hGCs, qui formaient des structures tumorales GFAPMD/Ki67MD intégrées dans le réseau axonal, tandis que les hGC individuels migrent soit en association, soit entre les axones (figure 2
Les études de migration pour les hGC peuvent être exécutées en utilisant des systèmes de chambre De Boyden ou des essais de rayures. Cependant, tandis que ces expériences ne donnent aucune information concernant les interactions des cellules de tumeur avec d'autres tissus environnants, le système actuel peut récapituler des interactions de GC avec les fibres myélinisés et non-myélinisés. En outre, pour étudier la formation de tumeur et la migration de point final, les cultures organotypic de tranche du cerve...
Les auteurs n'ont rien à révéler.
Ce travail a été soutenu par des fonds internes du Département de neurochirurgie de l'Université Brown à N.T.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
100 mm Suspension Culture Dish | Corning | 430591 | |
2.5S NGF | ENVIGO | B.5025 | |
60 mm Suspension Culture Dish | Corning | 430589 | |
ACK Lysing Buffer | Thermo Fisher | A1049201 | |
Ammonium Hydroxide Solution | Fisher Scientific | A669-500 | Concentrated |
Animal-Free Recombinant Human EGF | Peprotech | AF-100-15 | |
Animal-Free Recombinant Human FGF-basic (154 a.a.) | Peprotech | AF-100-18B | |
Anti-A2B5 MicroBeads, human, mouse, rat | Miltenyi Biotec | 130-093-392 | |
Antibiotic-Antimycotic (100X) | Thermo Fisher | 15240062 | |
AutoMACS Rinsing Solution (PBS, pH 7.2) | Miltenyi Biotec | 130-091-222 | |
B27 Supplement | Thermo Fisher | 17504044 | |
B27 Supplement, minus vitamin A | Thermo Fisher | 12587001 | |
Bacteriological Plate | BD Falcon | 351029 | |
Biotin | Sigma | B4639 | |
BSA | Sigma | A9418 | |
Campenot Chamber | Tyler Research | CAMP-10 | |
Cell Culture Dish | Corning | 430165 | 35mm X 10mm |
Cell Strainer | BD Falcon | 352350 | 70 uM, Nylon |
Cell Strainer | BD Falcon | 352340 | 30 uM, Nylon |
Collagenase/Dispase | Roche | 11097113001 | |
Cultrex Rat Collagen I | Trevigen | 3440-100-01 | |
D-Glucose | Sigma | G5146 | |
DMEM | Thermo Fisher | 10313021 | |
DNase I | Sigma | D7291 | |
Dow Corning High-Vacuum Grease | Fisher Scientific | 14-635-5D | |
Dumont #5 Forceps | Roboz | RS-5045 | |
E16 Timed Pregnant Sprague Dawley Rat | |||
EBSS | Sigma | E7510 | |
EGTA | Sigma | E3889 | |
FBS | Hyclone | SH30070.02 | |
FUDR | Sigma | F0503 | |
GlutaMAX Supplement | Thermo Fisher | 35050061 | |
Ham's F-12 Nutrient Mix | Thermo Fisher | 11765054 | |
HBSS | Thermo Fisher | 14175095 | |
Hemostatic Forceps | Roboz | RS-7035 | |
Heparin Sodium Salt, 0.2% in PBS | Stem Cell Technologies | 07980 | |
Hypodermic Needle, 18G | BD | 511097 | |
Insulin-Transferrin-Selenium G | Thermo Fisher | 41400045 | |
L-Cysteine | Sigma | C7477 | |
L-Glutamine | Thermo Fisher | 25030081 | |
Leibovitz's L-15 Medium | Thermo Fisher | 11415064 | |
MACS BSA Stock Solution | Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
MACS MultiStand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
MEM | Thermo Fisher | 1190081 | |
Mg2SO4 | Sigma | M2643 | |
MiniMACS Separator | Miltenyi Biotec | 130-042-102 | |
MS Columns plus tubes | Miltenyi Biotec | 130-041-301 | |
NAC | Sigma | A8199 | |
NaHCO3 | Sigma | S5761 | |
Neurobasal Medium | Thermo Fisher | 21103049 | |
Neurobasal-A Medium | Thermo Fisher | 10888022 | |
Ordinary forceps | |||
P2 Sprague Dawley Rat Pups | |||
Papain | Worthington | LS003126 | |
Penicillin-Streptomycin | Thermo Fisher | 15140148 | |
Pin Rake | Tyler Research | CAMP-PR | |
Progesterone | Sigma | P8783 | |
StemPro Accutase Cell Dissociation Reagent | Thermo Fisher | A1110501 | |
Syrine Grease Applicator | Tyler Research | CAMP-GLSS | |
Transferrin | Sigma | T2036 | |
Uridine | Sigma | U3003 |
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