Моделирование рака молочной железы в ткани молочной железы человека с использованием микрофизиологической системы

Резюме

Этот протокол описывает построение микрофизиологической системы in vitro для изучения рака молочной железы с использованием первичной ткани молочной железы человека с готовыми материалами.

Аннотация

Рак молочной железы (БК) остается основной причиной смерти женщин. Несмотря на то, что ежегодно в исследования BC инвестируется более 700 миллионов долларов, 97% препаратов-кандидатов не проходят клинические испытания. Поэтому необходимы новые модели, чтобы улучшить наше понимание болезни. Программа NIH Microphysiological Systems (MPS) была разработана для улучшения клинического перевода фундаментальных научных открытий и перспективных новых терапевтических стратегий. Здесь мы представляем метод генерации MPS для рака молочной железы (BC-MPS). Эта модель адаптирует ранее описанный подход культивирования первичной белой жировой ткани человека (WAT) путем сэндвичинга WAT между листами стволовых клеток, полученных из жировой ткани (ASC). Новые аспекты нашего BC-MPS включают посев клеток BC в небольшнюю ткань молочной железы человека (HBT), содержащую нативный внеклеточный матрикс, зрелые адипоциты, резидентные фибробласты и иммунные клетки; и сэндвичинг примеси BC-HBT между листами ASC, полученными из HBT. Полученный BC-MPS стабилен в культуре ex vivo в течение не менее 14 дней. Эта модельная система содержит несколько элементов микросреды, которые влияют на БК, включая адипоциты, стромальные клетки, иммунные клетки и внеклеточный матрикс. Таким образом, BC-MPS может быть использован для изучения взаимодействий между BC и его микросредой.

Мы демонстрируем преимущества нашего BC-MPS, изучая два поведения BC, которые, как известно, влияют на прогрессирование рака и метастазирование: 1) подвижность BC и 2) метаболические перекрестные помехи BC-HBT. В то время как подвижность BC ранее была продемонстрирована с использованием прижизальной визуализации, BC-MPS позволяет получать покадровую визуализацию с высоким разрешением с использованием флуоресцентной микроскопии в течение нескольких дней. Кроме того, в то время как метаболические перекрестные помехи были ранее продемонстрированы с использованием клеток BC и мышиных преадипоцитов, дифференцированных в незрелые адипоциты, наша модель BC-MPS является первой системой, демонстрирующей этот перекрестный разговор между первичными адипоцитами молочной железы человека и клетками BC in vitro.

Введение

Каждый год более 40 000 женщин США умирают от рака молочной железы (BC)^1. Несмотря на то, что ежегодно в исследования BC инвестируется более 700 миллионов долларов, 97% препаратов-кандидатов BC не проходят клинические испытания^2,3. Новые модели необходимы для улучшения конвейера разработки лекарств и нашего понимания БК. Микрофизиологическая программа NIH (MPS) очерчена функции, необходимые для прорывных моделей для улучшения перевода фундаментальной науки в клинический успех⁴. Они включали использование первичных клеток или тканей человека, стабильных в культуре....

протокол

Все человеческие ткани были собраны в соответствии с протоколом #9189 утвержденным Офисом Институционального наблюдательного совета LSUHSC.

1. Посев стволовых клеток, полученных из жировой основе (ИСК), для клеточных листов

1. Покупайте ИСС из коммерческих источников или изолируйте из первичной ткани молочной железы человека, следуя установленным протоколам^8,9. Посейте ИСС молочной железы человека с плотностью 70% (~ 80 000 клеток / см² площади поверхности) на 6-скважинные стандартные пластины для культивации тканей в модифицированной орлиной среде Dulbecco (DMEM),....

Результаты

Стабильность в культуре
BC-MPS представляет собой стабильную микрофизиологическую систему, которую можно культивировать in vitro в течение не менее 14 дней. Яркое изображение листов ячейки ASC было сделано с 100-кратным увеличением для отображения полосатого рисунк.......

Обсуждение

Новые системы моделирования рака молочной железы человека необходимы для лучшего понимания заболевания. Разработка микрофизиологических систем человека для моделирования условий заболевания, которые включают нативные ECM и стромальные клетки, увеличит прогностическую силу доклинич.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Accumax	Innovative Cell Technologies	1333	Cell disassoication solution for separation of BC-MPS
Accutase	Corning	25-058-CI	Cell detachment solution for passaging of cells
BioStor Container 16oz	National Scientific Supply Co	MPCE-T016	For Transport of sterile tissue
Cell Culture 75 cm flasks	Corning	430641U	For culturing ASCs
Conical Tubes 15mL	ThermoScientific	339650
Curved Forceps	ThermoScientific	1631T5	For maneuvering tissue while mincing
DMEM low glucose, w/ Glutamax	Gibco	10567-014	For culturing ASCs and BC-MPS
FBS Qualified	Gibco	26140-079
Gelatin	Sigma	G9391
HBSS 10x	Gibco	14185-052
NaOH	Sigma	221465
Nunc UpCell 6 well plates	ThermoScientific	174901	Top ASC cell sheet
PBS	Gibco	10010-023
Pen/Strep 5,000U	Gibco	15070-063
Petri Dish 150 cm	FisherBrand	FB0875714	For holding tissue while mincing
Razor Blades	VWR	55411-055	Single Edge for mincing tissue
Strainer 250um	ThermoScientific	87791	For separation of BC-MPS
Tissue Culture 6 well plates	Corning	3506	Bottom ASC cell Sheet
Weights/Washers	BCP Fasteners	BCP672	For weighing plungers down 1/2" inner diameter