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In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

Aqui, apresentamos um protocolo para gerar organoides derivados de pacientes com melanoma por meio da cultura de suspensões de células dissociadas de tecidos frescos de melanoma. Esses organoides recapitulam fielmente tumores específicos do paciente in vitro, oferecendo uma abordagem inovadora para explorar mecanismos imunossupressores tumorais, triagem de drogas, mecanismos de resistência a drogas e abordagens de vigilância do câncer.

Abstract

Com o desenvolvimento da imunoterapia, há uma necessidade contínua de desenvolver modelos que possam recapitular o microambiente tumoral de tumores nativos. Embora os modelos bidimensionais e tridimensionais tradicionais possam oferecer insights sobre o desenvolvimento e a progressão do câncer, eles carecem de aspectos cruciais que impeçam uma imitação fiel dos tumores nativos. Um modelo alternativo que ganhou muita atenção é o organoide derivado do paciente. O desenvolvimento desses organoides recapitula a complexa comunicação intercelular, o microambiente tumoral e a histoarquitetura dos tumores. Este artigo descreve o protocolo para estabelecer modelos de organoides derivados de pacientes com melanoma (MPDO). Para validar esses modelos, avaliamos a composição das células imunes, incluindo os níveis de expressão de marcadores de ativação de células T, para confirmar a heterogeneidade celular dos organoides. Além disso, para descrever a utilidade potencial dos MPDOs em terapias celulares, avaliamos as capacidades citotóxicas do tratamento dos organoides com células T γδ. Em conclusão, os modelos MPDO oferecem caminhos promissores para entender a complexidade do tumor, validar estratégias terapêuticas e potencialmente avançar no tratamento personalizado.

Introduction

Modelos convencionais de cultura de células 2-D são ferramentas essenciais na pesquisa do câncer para estudar a progressão e a terapia do câncer1. Esses modelos não apenas permitem condições experimentais controladas para investigar os mecanismos moleculares e celulares subjacentes ao desenvolvimento e progressão do câncer, mas também fornecem resultados experimentais econômicos e relativamente rápidos. Seu uso, no entanto, é restrito devido à limitada diversidade celular no microambiente tumoral (TME), que não pode ser recapitulada em uma natureza coplanar de modelos de monocultura2. Al....

Protocol

Os tecidos de melanoma humano foram obtidos de pacientes em tratamento na Universidade da Pensilvânia usando o protocolo de coleta de tecidos (UPCC08607) aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional da Universidade da Pensilvânia. Todos os pacientes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido. Após a ressecção dos tecidos do melanoma humano, o tecido tumoral é colocado no meio de Eagle modificado de Dulbecco (DMEM) e mantido a 4 °C até o processamento (dentro de 6 .......

Representative Results

A forma e o tamanho dos MPDOs foram monitorados ao longo do tempo para estudar sua dinâmica de crescimento. Como visto na Figura 2, durante o período inicial de crescimento, o tamanho do organoide aumentou substancialmente ao longo dos 7 dias representados. Após a observação da dinâmica de crescimento do MPDO, a atenção voltou-se para a avaliação da composição das células imunes para verificar a recapitulação fiel dos organoides aos tumores or.......

Discussion

O surgimento de PDOs abordou várias limitações impostas por outros métodos de pesquisa de câncer previamente estabelecidos, ao mesmo tempo em que introduziu aplicações potenciais transformadoras no campo. Essa tecnologia organoide foi inicialmente proposta em 2009 por Hans Clevers e colegas, que conseguiram estabelecer com sucesso um sistema de cultura organoide intestinal cultivando células-tronco Lgr5+ derivadas do intestino de camundongos em um gel de matriz 3D cont.......

Acknowledgements

Este estudo foi financiado em parte por doações do R01 (CA258113), SPORE (CA261608) e P01 (CA114046). A Figura 1 foi elaborada em BioRender.com.

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Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
2 mL Red Cap Internal Threaded Polypropylene Cryogenic VialCorning431420
50 mL Polypropylene Conical TubeCorning352070
100 mm TC-treated Cell Culture DishCorning353003
105 mm Polystyrene Forceps SterileCaplugs Evergreen 222-1121-B1I
150 cm2 Cell Culture FlaskCorningCLS430825
A83-01Tocris2939
Advanced DMEM/F12 (1x) Reduced Serum Medium (1:1)Gibco12634-010
B-27 Supplement (50x)Gibco17504-044
Brilliant Violet 510 anti-human Perforin AntibodyBioLegend308120
Brilliant Violet 605 anti-human Ki-67 AntibodyBioLegend350522
Brilliant Violet 650 anti-human CD366 (Tim-3) AntibodyBioLegend345028
Brilliant Violet 711 anti-human CD45 AntibodyBioLegend304050
Cell Culture Inserts 0.4 µm, 30 mm DiameterMillipore SigmaPIHP03050
Cell Staining BufferBioLegend420201
Cell Strainer 40 µm NylonCorning 352340
Cell Strainer 70 µm NylonCorning 352350
Collagenase, Type IV, powderGibco17104019
Cultrex Rat Collagen ITrevigen3440-100-01
Culture Plate, PS, 48 wells, TC treated with lid, sterileMax Scientific 07-6048
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Hybri-MaxSigma-AldrichD2650
DMEM - high glucose 4.5 mg/mLCorningMT10-0130CV
Dnase I - Grade IIMillipore Sigma10104159001
DPBS, 1% Corning21-031-CV
Fetal Bovine Serum, FBSCorningMT35-010-CV
FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit IBD Biosciences 556547
ForskolinTocris1099
Geneticin Selective Antibiotic (G418 Sulfate) (50 mg/mL)ThermoFisher10131035
GlutaMAX SupplementThermoFisher35050061
Ham's F12 Nutrient MixThermoFisher11765054
HEPES (1 M)Gibco15630-080
Hygromycin B (50 mg/mL)ThermoFisher10687010
L-Glutamine 200 mM (100x)Gibco25030-081
L-WRN cellATCCCRL-3276
Matrigel Phenol Free & Growth Fact. ReducedCorning356231
Millex PVDF syringe filter, 0.22 μMMillipore SigmaSLGVR33RB
N-AcetylcysteineSigma-AldrichA9165-5G
NicotinamideSigma-AldrichN0636-100G
Nunc TripleFlask Treated Cell Culture FlaskThermoFisher132867
PE/Cyanine5 anti-human CD8a AntibodyBioLegend301010
PE-Cy 7 Mouse anti-Human CD279 (PD-1)BD Biosciences 561272
Pen StrepGibco15140-122
Recombinant Human EGFPeprotechAF-100-15-1MG
Recombinant Human FGF-acidicPeprotech100-17A
Sodium Bicarbonate Solution (NaHCO3) (7.5%)Quality Biological 118-085-721
Stainless Steel Surgical Blades no. 22Integra4-322
TrypLE Express Gibco12604-021

References

  1. Mirabelli, P., Coppola, L., Salvatore, M. Cancer Cell Lines Are Useful Model Systems for Medical Research. Cancers (Basel). 11 (8), 1098 (2019).
  2. Shannon, A. E., Boos, C. E., Hummon, A. B. ....

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