A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
אנו מתארים פרוטוקול לייצור, תרבות והדמיה של סוגי סרטן אנושיים, אשר שלחו גרורות למשטחי הצפק. דגימות גידול שנכרתו נחתכות באמצעות ויברטומה ומתורבתות על תוספות חדירות להגברת החמצון והכדאיות, ולאחר מכן הדמיה וניתוח במורד הזרם באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי וציטומטריית זרימה.
Pseudomyxoma peritonei (PMP) הוא מצב נדיר הנובע מהפצת גידול ראשוני מוציני והצטברות של תאי גידול מפרישי מוצין בחלל הצפק. PMP יכול לנבוע מסוגים שונים של סרטן, כולל תוספתן, שחלות ומעי גס, אם כי גידולים בתוספתן הם ללא ספק האטיולוגיה הנפוצה ביותר. PMP מאתגר למחקר בשל (1) נדירותו, (2) מודלים מורינים מוגבלים, ו (3) היסטולוגיה mucinous, אצלולרי. השיטה המוצגת כאן מאפשרת הדמיה וחקירה בזמן אמת של סוגי גידולים אלה באמצעות פרוסות אורגנוטיפיות ex vivo שמקורן במטופל בתכשיר שבו מיקרו-סביבה הגידול (TME) נשארת שלמה. בפרוטוקול זה, אנו מתארים תחילה את הכנת פרוסות הגידול באמצעות ויברטומה ולאחר מכן תרבית לטווח ארוך. שנית, אנו מתארים הדמיה קונפוקלית של פרוסות הגידול וכיצד לעקוב אחר קריאות תפקודיות של כדאיות, הדמיית סידן והתפשטות מקומית. בקיצור, הפרוסות עמוסות בצבעי הדמיה ומונחות בתא הדמיה שניתן להרכיבו על מיקרוסקופ קונפוקלי. סרטוני קיטועי זמן ותמונות קונפוקליות משמשים להערכת הכדאיות הראשונית והפונקציונליות הסלולרית. הליך זה בוחן גם תנועה תאית תרגומית, ואינטראקציות איתות פרקריניות ב- TME. לבסוף, אנו מתארים פרוטוקול דיסוציאציה עבור פרוסות גידול שישמשו לניתוח ציטומטריית זרימה. ניתוח ציטומטריית זרימה כמותית יכול לשמש לבדיקות טיפוליות מהספסל למיטה כדי לקבוע שינויים המתרחשים בנוף החיסון ובתכולת תאי האפיתל.
Pseudomyxoma peritonei (PMP) היא תסמונת נדירה עם שיעור היארעות של 1 למיליון אנשים בשנה1. רוב מקרי PMP נגרמים על ידי גרורות מ neoplasms appendiceal. בהתחשב בכך שלעכברים אין תוספתן דמוי אדם, מידול סוג זה של סרטן נותר מאתגר ביותר. בעוד המחלה הראשונית ניתנת לעתים קרובות לריפוי על ידי כריתה כירורגית, אפשרויות הטיפול במחלה גרורתית מוגבלות. לכן, הרציונל לפיתוח מודל פרוסה אורגנוטיפית חדשני זה הוא לחקור את הפתולוגיה של PMP. נכון להיום, אין מודלים אורגנואידים נספחים שניתן לתרבית לנצח; עם זאת, מודל עדכני הוכח כשימושי לבדיקות פרמקולוגיות של חומרים טיפוליים ואימונותרפיה2. ככזה, התאמנו מערכת תרבית פרוסה אורגנוטיפית, אשר שימשה בסוגים אחרים של סרטן אנושי, כגון המוח, השד, הלבלב, הריאות, השחלות,ואחרים 3,4,5,6.
בנוסף לגידולים בתוספתן, PMP נובע לעיתים מסוגי גידולים אחרים, כולל סרטן השחלות7, ובנסיבות נדירות, גידולים ריריים פפילריים אינטרדוקטליים8 וסרטן המעי הגס9. בנוסף, גידולים אלה נוטים לגדול לאט, עם שיעורי השתלה נמוכים במודלים שמקורם בחולה xenograft (PDX)10,11. בהתחשב באתגרים אלה, יש צורך בלתי מסופק לפתח מודלים לחקר מחלה זו כדי להתחיל להבין את הפתולוגיה של PMP, וכיצד תאים סרטניים אלה: מגויסים למשטחי הצפק, מתרבים ומתחמקים ממעקב חיסוני.
בעוד פרוסות הגידול נחתכות ממחזור הדם המערכתי, פרוסות הגידול מכילות רכיבים תאיים ואצלולריים, כולל המטריצה החוץ תאית, תאי סטרומה, תאי מערכת החיסון, תאי סרטן, תאי אנדותל ועצבים. מיקרו-סביבה שלמה למחצה זו מאפשרת חקירה פונקציונלית של סוגי תאים אלה, יתרון ייחודי בהשוואה לתרביות אורגנואידים תלת-ממדיות, המורכבות רק מתאים סרטניים12. בעוד תרביות פרוסות אורגנוטיפיות הן יתרון במובנים מסוימים, הן גם מטבען גישה מבוססת תפוקה נמוכה, בהשוואה לאורגנואידים תלת-ממדיים, הניתנים להרחבה, ומתאימים לבדיקת תרופות טיפוליות ניסיוניות מרובות13,14,15. במקרה של PMP, לא היו דיווחים המתעדים ביסוס אמין והעברה מתמדת של אורגנואידים שמקורם ב-PMP16. זה כנראה בגלל אופי הגידול האיטי של תאים סרטניים שמקורם ב- PMP, כמו גם המספר הנמוך של תאי אפיתל ממאירים הנמצאים בתוך גידולים מוציניים אלה. בהתחשב בצורך לפתח מודלים לחקר PMP, פרוסות אורגנוטיפיות מתאימות באופן ייחודי לחקר מחלה זו. אנו מציגים פרוטוקול להכנה, הדמיה וניתוח PMP מדגימות אנושיות.
הזיהוי והרכישה של כל הרקמות בוצעו תחת פרוטוקול שאושר על ידי IRB באוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו.
1. הכנת רקמות PMP אנושיות לעיבוד רקמות ותרבית
2. הדמיה קונפוקלית של פרוסות רקמה אנושית חיה
הערה: לאחר הכנת פרוסות הגידול האורגנוטיפיות, חיוני לקבוע את כדאיות הרקמה לביצוע ניתוח יעיל וממוטב במורד הזרם. בהתחשב בכך שדגימות הגידול הן בעובי 150-250 מיקרומטר, מומלץ מאוד לבצע מיקרוסקופ קונפוקלי או שני פוטונים על פני מיקרוסקופים רחבי שדה לצורך קביעת מחקרים באתרם. ציטומטריית זרימה יכולה לשמש גם לקביעת הכדאיות ואוכלוסיות התאים (שיטות להלן). עם זאת, הרזולוציה המרחבית אובדת במהלך ניתוח ציטומטריית זרימה, וסביר להניח שהכדאיות אינה מוערכת כראוי בהתחשב בצורך לנתק פרוסות גידול בשיטות מכניות וכימיות.
3. ניתוק פרוסות חיות לציטומטריית זרימה
הערה: ניתן להשתמש בניתוק פרוסות רקמה חיה למספר יישומים במורד הזרם, כולל אימונוטיפינג, הערכת הכדאיות וחקירת השינויים באוכלוסיית התאים לאחר התערבות תרופתית. יש לנקוט צעדים כדי להבטיח שאיכות הרקמה ויכולת הקיום של התאים נשמרים במהלך תהליך הניתוק.
4. התערבות פרמקולוגית באמצעות פרוסות רקמה חיה לצורך ניתוח כדאיות והתפשטות
הערה: לאחר הכנת פרוסות הגידול האורגנוטיפיות, ניתן לבצע גישות התערבותיות באמצעות מספר שיטות, כולל בדיקת תרופות, siRNA, כמו גם זיהום ויראלי של פרוסות רקמות חיות. כאן נדון בבדיקות סמים, כמו גם בקריאות פונקציונליות במורד הזרם, הכוללות ניתוח כדאיות באמצעות התפשטות מקומית.
בקיצור, דגימות גידול אנושיות מ- PMP מתקבלות תחת פרוטוקול שאושר על ידי IRB. הרקמה מוכנה, מנותחת במיקרו ומתמצקת בתבנית אגרוז לחיתוך באמצעות ויברטומה (איור 1A; סרטון 1). לאחר החיתוך, פרוסות הרקמה מונחות ומתורבתות על קרומי החדרה חדירים (איור 1B), אשר יכולים לש?...
כתב יד זה מתאר טכניקה שניתן להשתמש בה כדי לתרבית, לחקור ולנתח דגימות גידול של Pseudomyxoma peritonei (PMP) אנושי. השתמשנו במספר רב של בדיקות תפקודיות במורד הזרם כדי לחקור את המיקרו-סביבה החיסונית של הגידול ופלטפורמה לבדיקות מהספסל למיטה.
בעוד השיטה יעילה מאוד בידינו, זה ידרוש קצת תרגול ל...
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
המחברים רוצים להודות לקרסי פסטונג'מאספ ממתקן ההדמיה של מרכז הסרטן מורס על העזרה עם מענק המיקרוסקופים UCSD Specialized Cancer Support Center P30 2P30CA023100. עבודה זו נתמכה גם על ידי מענק פרסום JoVE (JRW), כמו גם תרומות נדיבות מעיזבונם של אליזבת ואד קרימרס, קרן משפחת יוסקה, הקרן לחקר סרטן מערכת העיכול והקרן לחקר גרורות הצפק (AML).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 M CaCl2 solution | Sigma | 21115 | |
1 M HEPES solution | Sigma | H0887 | |
1 M MgCl2 solution | Sigma | M1028 | |
100 micron filter | ThermoFisher | 22-363-549 | |
22 x 40 glass coverslips | Daiggerbrand | G15972H | |
3 M KCl solution | Sigma | 60135 | |
5 M NaCl solution | Sigma | S5150 | |
ATPγS | Tocris | 4080 | |
Bovine Serum Albumin | Sigma | A2153 | |
Calcein-AM | Invitrogen | L3224 | |
CD11b | Biolegend | 101228 | |
CD206 | Biolegend | 321140 | |
CD3 | Biolegend | 555333 | |
CD4 | Biolegend | 357410 | |
CD45 | Biolegend | 304006 | |
CD8 | Biolegend | 344721 | |
CellTiter-Glo | Promega | G9681 | |
DMEM | Thermo Fisher | 11965084 | |
DPBS | Sigma Aldrich | D8537 | |
FBS, heat inactivated | ThermoFisher | 16140071 | |
Fc-block | BD Biosciences | 564220 | |
Fluo-4 | Thermo Fisher | F14201 | |
Gentle Collagenase/Hyaluronidase | Stem Cell | 7912 | |
Imaging Chamber | Warner Instruments | RC-26 | |
Imaging Chamber Platform | Warner Instruments | PH-1 | |
LD-Blue | Biolegend | L23105 | |
L-Glutamine 200 mM | ThermoFisher | 25030081 | |
LIVE/DEAD imaging dyes | Thermofisher | R37601 | |
Nikon Ti microscope | Nikon | Includes: A1R hybrid confocal scanner including a high-resolution (4096x4096) scanner, LU4 four-laser AOTF unit with 405, 488, 561, and 647 lasers, Plan Apo 10 (NA 0.8), 20X (NA 0.9) dry objectives. | |
Peristaltic pump | Isamtec | ISM832C | |
Propidium Iodide | Invitrogen | L3224 | |
Vacuum silicone grease | Sigma | Z273554-1EA |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved