A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
שיטה מתוארת כדי ליצור אורגנואידים באמצעות קסנוגרפטים שמקורם בחולה (PDX) עבור הקרנת במבחנה, וכתוצאה מכך זוגות תואמים של מודלים in vivo / in vitro. גידולי PDX נקצרו/ עובדו לחתיכות קטנות באופן מכני או אנזימטי, ואחריו השיטה של החכמים לגדל אורגנואידים גידולים שהיו מעבר, cryopreserved ומאופיין נגד PDX המקורי.
קסנוגרפטים של גידולים שמקורם בחולה (PDXs) נחשבים למודלים הפרה-קוליניים החזויים ביותר, שהאמינו כי הם מונעים על ידי תאי גזע סרטניים (CSC) להערכת תרופות לסרטן קונבנציונליות. ספרייה גדולה של PDXs משקפת את המגוון של אוכלוסיות המטופלים ובכך מאפשרת ניסויים פרה-קליניים מבוססי אוכלוסייה ("ניסויים קליניים בעכבר דמוי שלב II"); עם זאת, PDX יש מגבלות מעשיות של תפוקה נמוכה, עלויות גבוהות ומשך זמן ארוך. אורגנואידים גידול, גם להיות חולה נגזר CSC מונחה מודלים, יכול להיחשב המקבילה במבחנה של PDX, להתגבר על מגבלות PDX מסוימות להתמודדות עם ספריות גדולות של אורגנואידים או תרכובות. מחקר זה מתאר שיטה ליצירת אורגנואידים שמקורם ב- PDX (PDXO), וכתוצאה מכך מודלים מזווגים למחקר במבחנה ובפרמקולוגיה של vivo. גידולים PDX-CR2110 מושתלים תת עורית נאספו מעכברים נושאי גידול כאשר הגידולים הגיעו 200-800 מ"מ 3 , לכלהליךנתיחה מאושר, ואחריו הסרת הרקמות הלא גידול הסמוך וניתוק לתוך שברי גידול קטנים. שברי הגידול הקטנים נשטפו והועברו דרך מסננת תאים של 100 מיקרומטר כדי להסיר את ההריסות. אשכולות תאים נאספו והושעו בתמצית קרום מרתף (BME) וציפוי בצלחת 6 בארות כמו טיפה מוצקה עם מדיה נוזלית שמסביב לצמיחה באינקובטור CO2. צמיחת האורגנואידים נוטרה פעמיים בשבוע תחת מיקרוסקופיה קלה ותועדה על ידי צילום, ואחריו שינוי בינוני נוזלי 2 או 3 פעמים בשבוע. האורגנואידים הגדלים הועברו עוד יותר (7 ימים לאחר מכן) ביחס של 1:2 על ידי שיבוש האורגנואידים המוטבעים של BME באמצעות גזירה מכנית, בסיוע תוספת של טריפסין ותוספת של 10 מיקרומטר Y-27632. אורגנואידים היו cryopreserved בצינורות קריו לאחסון לטווח ארוך, לאחר שחרור מ BME על ידי צנטריפוגה, וגם נדגמו (למשל, DNA, RNA ו בלוק FFPE) עבור אפיון נוסף.
סרטן הם אוסף של הפרעות גנטיות ואימונולוגיות מגוונות. פיתוח מוצלח של טיפולים יעילים תלוי מאוד במודלים ניסיוניים המנבאים ביעילות תוצאות קליניות. ספריות גדולות של קסנוגרפטים מאופיינים היטב שמקורם בחולה (PDX) כבר זמן רב נתפסו כתרגום במערכת vivo של בחירה לבדוק טיפולים כימותרפיים ו / או ממוקדים בשל יכולתם לשחזר את מאפייני הגידול בחולה, הטרוגניות ותגובת תרופת המטופל1, ובכך לאפשר ניסויים קליניים עכבר דמוי שלב II כדי לשפר את ההצלחה הקלינית2,3. PDXs נחשבים בדרך כלל מחלות תאי גזע סרטן, שמציעות יציבות גנטית, בניגוד קו התא נגזר xenografts2. במהלך העשורים האחרונים, אוספים גדולים של PDXs נוצרו ברחבי העולם, להיות סוס העבודה של פיתוח תרופות לסרטן היום. למרות בשימוש נרחב עם ערך תרגום גדול, מודלים אלה בעלי חיים הם יקרים במהותם, זמן רב ותפוקה נמוכה, ולכן לא מספיק עבור הקרנה בקנה מידה גדול. PDX הם גם לא רצויים עבור בדיקות אימונו-אונקולוגיה (IO) בשל אופי חיסוני נפגע4. לכן זה לא מעשי לנצל את מלוא היתרונות של הספרייה הגדולה הזמינה של PDXs.
תגליות אחרונות, חלוץ המעבדה של הנס חכם 5 , הובילו להקמתתרבויותבמבחנה של אורגנואידים שנוצרו מתאי גזע בוגרים ברוב האיברים האנושיים ממוצא אפיתל5. פרוטוקולים אלה כבר מעודן עוד יותר כדי לאפשר את הצמיחה של אורגנואידים מן CSCs הניח קרצינומות אנושיות של אינדיקציות שונות6,7. אורגנואידים אלה שמקורם בחולה (PDOs) הם genomically-יציב8,9 הוכחו להיות חיזוי מאוד של תוצאות הטיפול הקליני10,11,12. בנוסף, האופי במבחנה של PDOs מאפשר סינון תפוקה גבוהה (HTS)13, ובכך פוטנציאל מציע יתרון על דגמי vivo ומינוף ספריות אורגנואידים גדולות כפונדקאי של אוכלוסיית המטופלים. PDOs צפויים להפוך לפלטפורמת גילוי ותרגום חשובה, להתגבר על המגבלות הרבות של PDXs המתוארות לעיל.
הן PDO והן PDX הם מודלים שמקורם בחולה ומונעים על ידי CSC, עם היכולת להעריך טיפולים בהקשר של טיפול מותאם אישית או פורמט ניסוי קליני. ספריות גדולות קיימות של PDXs, כמו האוסף הקנייני של >3000 PDXs14,15,16,17, ולכן מתאימים לייצור מהיר של ספריות של אורגנואידים הגידול (אורגנואידים נגזר PDX, או PDXO), וכתוצאה מכך ספרייה תואמת של דגמי PDX ו- PDXO מזווגים. דו"ח זה מתאר את ההליך כדי ליצור ולאפיין סרטן המעי הגס PDXO-CR2110 ביחס PDX-CR2110 ההורי שלה מודל16.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כל הפרוטוקולים והתיקונים או ההליכים הכרוכים בטיפול ושימוש בבעלי חיים נבדקו ואושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) לפני ביצוע המחקרים. הטיפול והשימוש בבעלי חיים נערך בהתאם להנחיות הבינלאומיות של AAALAC (האגודה להערכה והסמכה של טיפול בבעלי חיים במעבדה) כפי שדווח במדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה, מועצת המחקר הלאומית (2011). כל ההליכים הניסיוניים בבעלי חיים היו בתנאים סטריליים במתקני SPF (ספציפיים ללא פתוגן) ובוצעו בהתאם למדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה ממוסדות ממשלתיים שונים (למשל, המכונים הלאומיים לבריאות). הפרוטוקולים אושרו על ידי הוועדה לאתיקה של ניסויים בבעלי חיים במוסד המתקן (למשל, ועדת IACUC מוסדית).
1. הכנה להשתלת גידולים
2. גידול תת עורי
3. נקרופסיה וקציר גידולים
4. הכנה לתרבות האורגנואידים הנגזרת מ- PDX
הערה: כל השלבים הבאים בוצעו בתוך ארון biosafety לכל הנחיות סטנדרטיות של תרבית רקמות. שמרו על מלאי מחומם מראש של צלחות 96, 24 ו-6 בארות באינקובטור של 37 מעלות צלזיוס לפני השימוש.
5. היסטופתולוגיה וניתוח רצף הדור הבא (NGS)
6. IC50 מבחנים20
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
מורפולוגיה של PDXOs, אופיינית לאורגנואידים תחת מיקרוסקופיה קלה, עולה בקנה אחד עם PDX הורי לכל מכתים H&E
תחת מיקרוסקופיה קלה, PDXO-CR2110 מדגים מורפולוגיה סיסטיק טיפוסית (איור 1A), כפי שתואר קודם לכן עבור אורגנואידים שמקורם בחולה (PDO), ראיות התומכות בדמיון בין PDXO ו- PDO באותם תנא...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
הנתונים הראשוניים עבור PDX-/PDXO-CR2110 בדוח זה תומכים בשוויון הביולוגי בין PDX לבין נגזרתו, PDXO, לגבי גנומיקה, היסטופתולוגיה ופרמקולוגיה, שכן שני המודלים מייצגים את צורות המחלה הנגזרות מה- CSC המקורי של המטופל. שני המודלים הם מודלים המחלה שמקורם בחולה, פוטנציאל חיזוי של התגובה הקלינית של חולים
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כל המחברים הם העובדים הנוכחיים במשרה מלאה של קראון Bioscience, Inc.
המחברים מבקשים להודות לד"ר ג'ודי ברבו, פדריקה פריסי וראג'נדרה קומארי על הקריאה והעריכה הביקורתית של כתב היד. המחברים רוצים גם להודות אונקולוגיה Bioscience הכתר במבחנה ובצוות vivo על המאמצים הטכניים הגדולים שלהם.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Advanced DMEM/F12 | Life Technologies | 12634028 | Base medium |
DMEM | Hyclone | SH30243.01 | Washing medium |
Collagenese type II | Invitrogen | 17101015 | Digest tumor |
Matrigel | Corning | 356231 | Organoid culture matrix (Basement Membrane Extract, growth factor reduced) |
N-Ac | Sigma | A9165 | Organoid culture medium |
A83-01 | Tocris | 2939 | Organoid culture medium |
B27 | Life Technologies | 17504044 | Organoid culture medium |
EGF | Peprotech | AF-100-15 | Organoid culture medium |
Noggin | Peprotech | 120-10C | Organoid culture medium |
Nicotinamide | Sigma | N0636 | Organoid culture medium |
SB202190 | Sigma | S7076 | Organoid culture medium |
Gastrin | Sigma | G9145 | Organoid culture medium |
Rspondin | Peprotech | 120-38-1000 | Organoid culture medium |
L-glutamine | Life Technologies | 35050038 | Organoid culture medium |
Hepes | Life Technologies | 15630056 | Organoid culture medium |
penicillin-streptomycin | Life Technologies | 15140122 | Organoid culture medium |
Y-27632 | Abmole | M1817 | Organoid culture medium |
Dispase | Life Technologies | 17105041 | Screening assay |
CellTiter-Glo 3D | Promega | G9683 | Screening assay (luminescent ATP indicator) |
Multidrop dispenser | Thermo Fisher | Multidrop combi | Plating organoids/CellTiter-Glo 3D addition |
Digital dispener | Tecan | D300e | Compound addition |
Envision Plate reader | Perkin Elmer | 2104 | Luminescence reading |
Balb/c nude mice | Beijing HFK Bio-Technology Co | ||
RNAeasy Mini kit | Qiagen | 74104 | tRNA purification kit |
DNAeasy Blood & Tissue Kit | Qiagen | 69506 | DNA purification kit |
Histogel | Thermo Fisher | HG-4000-012 | Organoid embedding |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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