Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
Цель протокола состоит в том, чтобы использовать этот подход для 1) понимания роли иммуносупрессивного микроокружения опухоли желудка и 2) прогнозирования эффективности ответа пациента, тем самым увеличивая выживаемость пациентов.
Опухоли, экспрессирующие лиганд запрограммированной клеточной смерти 1 (PD-L1), взаимодействуют с белком запрограммированной клеточной смерти 1 (PD-1) на CD8+ цитотоксических Т-лимфоцитах (CTL), уклоняясь от иммунного надзора, что приводит к ингибированию пролиферации, выживаемости и эффекторной функции CTL, а затем к персистенции рака. Примерно 40% случаев рака желудка экспрессируют PD-L1, однако частота ответа на иммунотерапию составляет всего 30%. Мы представляем использование совместной культуры органоидов и иммунных клеток аутологичного рака желудка человеческого происхождения в качестве доклинической модели, которая может предсказать эффективность таргетной терапии для улучшения исхода лечения онкологических больных. Несмотря на то, что сообщалось о кокультурах раковых органоидов с иммунными клетками, этот подход использует опухолевый антиген для импульсного воздействия на антигенпрезентирующие дендритные клетки. Дендритные клетки (ДК) затем культивируются с CD8+ Т-клетками пациента для расширения цитолитической активности и пролиферации этих Т-лимфоцитов перед совместным культивированием. Кроме того, в рамках этой системы совместного культивирования исследуются дифференцировка и иммуносупрессивная функция миелоидных супрессорных клеток (МДСК) в культуре. Этот органоидный подход может представлять широкий интерес и подходить для прогнозирования эффективности терапии и исхода лечения пациентов при других видах рака, включая рак поджелудочной железы.
Рак желудка занимает пятое место среди наиболее распространенных видов рака во всем мире 1. Эффективная диагностика и лечение Helicobacter pylori (H. pylori) привели к низкой заболеваемости раком желудка в Соединенных Штатах 2. Тем не менее, 5-летняя выживаемость пациентов с диагнозом этого злокачественного новообразования составляет всего 29%, что делает рак желудка важной медицинской проблемой3. Целью представленных здесь методов является разработка подхода к точному прогнозированию ответов иммунотерапии у отдельных пациентов. Солидные опухоли состоят из раковых клеток и различных типов стромальных, эндотелиальных и кроветворных клеток, включая макрофаги, миелоидные супрессорные клетки (МДСК) и лимфоциты (рассмотрено в 4,5). Взаимодействие между раковыми стволовыми клетками и микроокружением опухоли (TME) существенно влияет на характеристики опухоли и реакцию пациента на лечение. Этот подход направлен на то, чтобы позволить исследователям получить знания для доклинической разработки лекарств и открытия биомаркеров для персонализированного лечения рака желудка.
Представленный здесь метод использует аутологичные кокультуры органоидов и иммунных клеток человеческого происхождения, полученные от пациентов с раком желудка, чтобы понять иммуносупрессивную роль MDSC. Представлена доклиническая модель, которая может предсказать эффективность таргетной терапии для улучшения выживаемости пациентов. Кокультуры раковых органоидов с иммунными клетками широко известны в области рака поджелудочной железы 6,7,8,9,10. Тем не менее, о таких кокультурах не сообщалось для изучения рака желудка. В целом, этот метод демонстрирует совместное культивирование аутологичных иммунных клеток человека, полученных от человека, в той же матричной среде, что и раковые органоиды, что позволяет иммунным клеткам находиться в контакте с органоидами-мишенями.
В исследовании Tiriac et al.10 сообщается, что полученные от пациента органоиды рака поджелудочной железы, которые демонстрируют гетерогенные реакции на стандартную химиотерапию, могут быть сгруппированы в органоидные сигнатуры экспрессии генов химиочувствительности, которые могут предсказывать улучшение реакции пациентов на химиотерапию. Исследователи предположили, что комбинированное молекулярное и терапевтическое профилирование органоидов рака поджелудочной железы может предсказывать клинический ответ. Данные совместных клинических исследований Yao et al.11 также показали, что органоиды, полученные из рака прямой кишки, имеют схожие патофизиологию и генетические изменения, аналогичные тканям опухоли пациента в ответ на химиолучевую терапию. Таким образом, крайне важно, чтобы органоидные культуры использовались в контексте иммунных клеток пациента и иммунного фенотипа опухоли при использовании этих культур в качестве прогностических моделей для терапии.
Опухоли, экспрессирующие PD-L1, которые взаимодействуют с PD-1, ингибируют пролиферацию, выживаемость и эффекторную функцию CD8+ цитотоксических Т-лимфоцитов 12,13,14. В то время как примерно 40% случаев рака желудка экспрессируют PD-L1, только 30% этих пациентов реагируют на иммунотерапию 15,16,17. Антитела к PD1 используются в клинических испытаниях для лечения рака желудка 18,19,20. Однако в настоящее время не существует доклинических моделей, позволяющих проверить терапевтическую эффективность для каждого пациента. Оптимизация органоидной культуры таким образом, чтобы иммунные клетки пациента были включены в систему, потенциально позволила бы индивидуализированную идентификацию эффективности иммунотерапии.
Получено одобрение на сбор биопсийных тканей человека из опухолей пациентов (1912208231R001, Программа защиты человека Университета Аризоны; Номер протокола IRB: 1099985869R001, Программа защиты человека Аризонского университета TARGHETS).
1. Получение органоидов желудка от пациента из биопсии
2. Создание органоидов желудка, полученных от пациента, из хирургических образцов
3. Поддержание и размножение органоидных культур
ПРИМЕЧАНИЕ: Все процедуры должны проводиться в асептической среде с использованием стерильных материалов и реагентов.
4. Культивирование иммунных клеток из мононуклеарных клеток периферической крови (ПМЦ)
ПРИМЕЧАНИЕ: Все процедуры должны проводиться в асептической среде с использованием стерильных материалов и реагентов.
5. Создание кокультур органоидных/иммунных клеток
После завершения работы желудочные органоиды появляются в виде сфер внутри лунки, как правило, в течение 2-4 дней после заделки (Рисунок 1). На рисунке 1А показана процветающая культура органоидов желудка с регулярной мембраной. Опухолев?...
Мы представляем использование аутологичной культуры органоида и иммунных клеток рака желудка человеческого происхождения, которая может быть использована в качестве доклинической модели для прогнозирования эффективности таргетной терапии для конечного улучшени?...
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана грантом NIH (NIAID) 5U19AI11649105 (PIs: Weiss and Wells, Project Leader 1: Zavros) и NIH (NIDDK) 2 R01 DK083402-06A1 (PI: Zavros). Этот проект был частично поддержан грантом PHS P30 DK078392 (Integrative Morphology Core) Исследовательского центра заболеваний пищеварительной системы в Цинциннати и 5P30CA023074 ОНКОЛОГИЧЕСКОГО ЦЕНТРА УНИВЕРСИТЕТА АРИЗОНЫ – ГРАНТ ПОДДЕРЖКИ ОНКОЛОГИЧЕСКОГО ЦЕНТРА (PI: Sweasy). Мы хотели бы выразить признательность Чету Клоссону (Центр живой микроскопии, Университет Цинциннати) и бывшим сотрудникам лаборатории Завроса, докторам Нине Стил и Лорин Холокай, за их вклад в развитие системы органоидных культур. Мы искренне благодарим пациентов, которые согласились сдавать ткани и кровь для разработки совместных культур органоидов желудка и иммунных клеток. Без их желания участвовать в исследовании эта работа была бы невозможна.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
12 well plate | Midwest Scientific | 92012 | |
15 mL Falcon tube | Fisher scientific | 12-565-269 | |
24 well plate | Midwest Scientific | 92024 | |
30 μm filters | Miltenyi Biotec | 130-041-407 | |
40 μm filters (Fisher Scientific) | Fisher scientific | 352340 | |
5 mL round bottom polystyrene tubes | Fisher scientific | 14956-3C | |
50 mL Falcon tube | Fisher scientific | 12-565-271 | |
Advanced DMEM/F12 | Thermo Fisher Scientific | 12634010 | |
AIMV | Thermo Fisher Scientific | 12055091 | Basal medium for PBMCs and DCs |
Amphotericin B/ Gentamicin | Thermo Fisher Scientific | R-01510 | |
B-27 supplement | Thermo Fisher Scientific | 12587010 | |
β-mercaptoethanol | Thermo Fisher Scientific | 800-120 | |
Bone morphogenetic protein inhibitor (Noggin) | Peprotech | 250-38 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma Aldrich | A7906 | |
Cabozantinib | Selleckchem | S1119 | |
Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFSE) | Biolegend | 423801 | |
Collagenase A | Sigma Aldrich | C9891 | |
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) | Fisher scientific | 14190-144 | cell separation buffer |
EasySep Buffer | Stem Cell Technologies | 20144 | Contains Enrichment Cocktail and Magnetic Particles used in CTL culture |
EasySep Human CD8+ T Cell Enrichment Kit | Stem Cell Technologies | 19053 | cell separation magnet |
EasySep Magnet | Stem Cell Technologies | SN12580 | |
EDTA | Sigma Aldrich | E6758 | |
Epidermal Growth Factor (EGF) | Peprotech | 315-09 | |
Farma Series 3 Water Jacketed Incubator | Thermo Fisher Scientific | 4120 | |
Fetal Calf Serum (FCS) | Atlanta Biologicals | SI2450H | |
Fibroblast growth factor 10 (FGF-10) | Peprotech | 100-26 | density gradient medium |
Ficoll-Paque | GE Healthcare | 171440-02 | |
Gastrin 1 | Tocris | 30061 | |
Gelatin | Cell Biologics | 6950 | |
GM-CSF | Thermo Fisher Scientific | PHC6025 | |
Hank's Balanced Salt Solution (HBSS) | Thermo Fisher Scientific | 14175095 | |
HEPES (2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid) | Fisher scientific | BP299-100 | |
Human Epithelial Cell Basal Medium | Cell Biologics | H6621 | |
human serum AB | Gemini Bioscience | 21985023 | |
Hyaluronidase Type IV-S | Sigma Aldrich | H3884 | |
Insulin-Transferrin-Selenium | Thermo Fisher Scientific | 41400045 | |
Interleukin 1β (IL-1β) | Thermo Fisher Scientific | RIL1BI | |
Interleukin 6 (IL-6) | Thermo Fisher Scientific | RIL6I | |
Interleukin 7 (IL-7) | Thermo Fisher Scientific | RP-8645 | |
Kanamycin | Thermo Fisher Scientific | 11815024 | |
L-glutamine | Fisher scientific | 350-50-061 | basement membrane matrix |
Matrigel (Corning Life Sciences, Corning, NY) | Fisher scientific | CB40230C | |
N-2 supplement | Thermo Fisher Scientific | 17502048 | |
N-acetyl-L-cysteine | Sigma Aldrich | A7250 | |
Nicotinamide (Nicotinamide) | Sigma Aldrich | N0636 | |
PD-L1 inhibitor | Selleckchem | A2002 | |
Penicillin/Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | SV3000 | |
Petridish | Fisher scientific | 07-202-030 | |
Potassium chloride (KCl) | Fisher scientific | 18-605-517 | |
Potassium dihydrogenphosphate (KH2PO4) | Fisher scientific | NC0229895 | |
prostaglandin E2 (PGE2) | Sigma Aldrich | P0409 | |
RPMI 1640 | Thermo Fisher Scientific | 11875119 | |
Sodium chloride (NaCl) | Fisher scientific | 18-606-419 | |
Sodium hydrogen phosphate (Na2HPO4) | Fisher scientific | NC0229893 | cell dissociation reagent |
StemPro Accutase solution | Thermo Fisher Scientific | A1110501 | |
Transforming growth factor beta 1 (TGF-β1) | Thermo Fisher Scientific | 7754-BH-005/CF | |
Tumor necrosis factor α (TNF-α) | Thermo Fisher Scientific | PHC3015 | |
Vascular endothelial growth factor (VEGF) | Thermo Fisher Scientific | RVGEFI | |
Y-27632 ROCK inhibitor | Sigma Aldrich | Y0350 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены