Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Bu protokol, dört farklı mantar β-glukanının saflaştırma adımlarını ve sonraki çalışmalarını, glioblastoma hücrelerine karşı mikroglia'nın anti-tümöral özelliklerini geliştiren potansiyel immünomodülatör moleküller olarak tanımlamaktadır.
Glioblastoma karşı etkili tedaviler geliştirmedeki en büyük zorluklardan biri, tümör mikro ortamındaki güçlü bağışıklık baskılanmasının üstesinden gelmektir. İmmünoterapi, bağışıklık sistemi tepkisini tümör hücrelerine karşı çevirmek için etkili bir strateji olarak ortaya çıkmıştır. Glioma ile ilişkili makrofajlar ve mikroglia (GAM'lar) bu tür anti-enflamatuar senaryoların ana itici güçleridir. Bu nedenle, GAM'larda anti-kanseröz yanıtın arttırılması, glioblastoma hastalarını tedavi etmek için potansiyel bir ko-adjuvan tedaviyi temsil edebilir. Bu damarda, mantar β-glukan molekülleri uzun zamandır güçlü bağışıklık modülatörleri olarak bilinmektedir. Doğuştan gelen bağışıklık aktivitesini uyarma ve tedavi yanıtını iyileştirme yetenekleri tanımlanmıştır. Bu modüle edici özellikler kısmen, ilginç bir şekilde, GAM'larda büyük ölçüde ifade edilen örüntü tanıma reseptörlerine bağlanma yeteneklerine atfedilir. Bu nedenle, bu çalışma, glioblastoma hücrelerine karşı mikroglia'nın tümör öldürücü tepkisini arttırmak için mantar β-glukanların izolasyonu, saflaştırılması ve daha sonra kullanılmasına odaklanmıştır. Fare glioblastomu (GL261) ve mikroglia (BV-2) hücre hatları, mevcut biyofarmasötik endüstrisinde yoğun olarak kullanılan mantarlardan ekstrakte edilen dört farklı mantar β-glukanının immünomodülatör özelliklerini test etmek için kullanılır: Pleurotus ostreatus, Pleurotus djamor, Hericium erinaceus ve Ganoderma lucidum. Bu bileşikleri test etmek için, önceden aktive edilmiş mikroglia şartlandırılmış bir ortamın glioblastoma hücrelerinde proliferasyon ve apoptoz aktivasyonu üzerindeki etkisini ölçmek için ko-stimülasyon testleri yapıldı.
Nöro-onkoloji alanında yeni başarıların ortaya çıkmasına rağmen, glioblastoma hastalarının yaşam beklentisi yetersiz kalmaktadır. Beyin tümörlerine karşı altın standart tedaviler cerrahi, radyoterapi ve kemoterapinin birleştirilmesine dayanır. Bununla birlikte, son on yılda, immünoterapi, farklı kanser türlerini tedavi etmek için güçlü bir strateji olarak ortaya çıkmıştır1. Bu nedenle, vücudun tümör hücrelerine karşı bağışıklık tepkisini kullanma olasılığı son zamanlarda onkolojinin dördüncü ayağı haline gelmiştir.
Alandaki en büyük zorluklardan birinin, tümör mikroçevre2'de bulunan güçlü immünsüpresyonun üstesinden gelmek olduğu uzun zamandır bilinmektedir. Özellikle, beyin kanserinin en yaygın ve agresif formlarından biri olan glioblastoma durumunda, bu tür pro-tümöral senaryoları düzenleyen kilit yolları çözmek ve bağışıklık sisteminin iç karartıcı tepkisine karşı koyabilecek yeni bileşikler bulmak, bu tedavi edilemez hastalığa karşı gelecekteki tedavilerin yolunu açabilir.
Beyin kendi bağışıklık sistemi hücrelerine sahiptir ve en alakalı hücre tipi mikrogliadır. Bu hücrelerin farklı merkezi hastalıklarda oldukça karmaşık bir davranışa sahip oldukları kanıtlanmıştır3. Primer beyin tümörleri (örneğin, glioblastoma) durumunda, bu hücreler beyin parankimini kolonize etmek için tümör hücrelerini destekleyen bir anti-enflamatuar fenotipe doğru kaydırılır3. Çok sayıda yayın, tümör progresyonu sırasında bu hücrelerin ana rolünü arttırmıştır. Bunun başlıca nedenlerinden biri, glioma ile ilişkili mikroglia ve infiltrasyon makrofajlarının (GAM'lar) toplam tümör kütlesinin üçte birini oluşturmasıdır, bu nedenle beyin tümörü ilerlemesi sırasında aktivasyon durumlarının kesin etkisini düşündürmektedir 4,5.
Bu bağlamda, mantar β-glukanlar, fagositoz ve pro-inflamatuar faktörlerin üretimi de dahil olmak üzere etkili immün yanıtları tetikleyen ve zararlı ajanların eliminasyonuna yol açan güçlü moleküller olarak tanımlanmıştır 6,7,8,9,10. Mantar β-glukanlar genellikle farklı mantar parçalarından elde edilen ekstraktlar kullanılarak incelenmiştir. Bununla birlikte, spesifik etkilerin atfedilmesi, belirsizliklerden kaçınmak ve immünomodülatör ajanlar gibi moleküllerin etki mekanizmasını anlayabilmek için saflaştırılmasını gerektirir8.
Bu çalışmada, çözünür β-glukanlar, düzenli olarak yenilebilir (Pleurotus ostreatus ve Pleurotus djamor) ve tıbbi (Ganoderma lucidum ve Hericium erinaceus) mantarlar olarak kullanılan dört farklı mantarın meyve veren gövdesinden saflaştırılır. Özellikle, bu dört mantar gıda ve ilaç endüstrisinde büyük kullanıma sahiptir ve ticari bir işletmede çevre dostu bir döngüsel ekonomi içinde üretilmiştir (bakınız Malzeme Tablosu).
Beyin kanseri tedavilerinde mantar β-glukanların gelecekteki kullanımının temelini atmak için, iyi tanımlanmış saflaştırma stratejileri ve bağışıklık sistemi hücreleri ile varsayılan etkileşimlerini araştıran klinik öncesi çalışmalar, anti-tümör aracıları olarak potansiyel rollerini değerlendirmek için gereklidir. Bu çalışma, seçilen mantarın meyve veren gövdelerinde bulunan çözünür β-glukanları elde etmek için gereken sayısız izolasyon ve saflaştırma adımını açıklamaktadır. Başarılı bir şekilde saflaştırıldıktan sonra, mikroglia hücreleri enflamatuar fenotiplerini arttırmak için aktive edilir. Fare glioblastoma hücreleri (GL261), daha önce bu ekstraktlarla muamele edilen farklı bir mikroglia şartlandırılmış ortam ile kaplanır ve daha sonra tümör hücrelerinin davranışları üzerindeki etkisi değerlendirilir. İlginç bir şekilde, laboratuvarımızdan yapılan pilot çalışmalar (veriler gösterilmemiştir), pro-inflamatuar mikroglia'nın sadece glioblastoma hücrelerinde değil, diğer kanser hücre hatlarında da tümör hücresi göçünü ve istila özelliklerini nasıl yavaşlatabileceğini ortaya çıkarmıştır. Bu multidisipliner çalışma, onkoloji araştırmacılarının birçok farklı tümör türünde bağışıklık tepkisini artırabilen umut verici bileşikleri test etmeleri için yararlı bir araç sağlayabilir.
Bu protokolde açıklanan dört farklı mantar çeşidi ticari bir kaynaktan elde edilmiştir (bakınız Malzeme Tablosu).
1. Mantar β-glukanların izolasyonu
2. β-glukan kaynaklı mikroglia stimülasyonunun in vitro çalışması
3. Tümör hücresi proliferasyonu ve apoptozun nicelleştirilmesi ve analizi
NOT: Farklı β-glukanların tümör hücresi proliferasyonu ve apoptoz üzerindeki potansiyel etkisini ölçmek için, ImageJ yazılımında Ki67 (proliferasyon) ve cCasp3 (apoptoz)13'ün pozitif piksellerinin sayısını ölçmek için şirket içi bir komut dosyası kullanılmıştır.
β-glukanların başarılı bir şekilde saflaştırılması
Ekstraksiyon ve saflaştırma işlemini takiben P. ostreatus, P. djamor, G. lucidum ve H. erinaceus'un meyve veren cisimciklerinden elde edilen MP, SMP ve SβG'lerin kütlesi Tablo 1'de özetlenmiştir. Mantarlardan elde edilen MP, SMP ve SβG'lerin temel bileşimi (toplam karbonhidratlar, β-glukanlar ve protein) Tablo 2'de gösterilmiştir. Bu sonuçlar, protokolün SMP'...
Bu çalışma, SβG'lerin içeriğini dört farklı mantardan başarılı bir şekilde izole etmek, saflaştırmak ve karakterize etmek için köklü tekniklerin kullanımını açıklamaktadır. Sonuçlar, P. ostreatus, P. djamor, G. lucidum ve H. erinaceus'tan elde edilen SMP'lerin sıcak su ekstraksiyonundan ve ardından α-amilaz, glukozidaz ve proteaz ile hidrolitik işlemden sonra, α-glukan ve protein içeriğinin nasıl azaldığını ve böylece saf SβG'lerin miktarını önemli ölç...
Beyan edilecek rakip çıkarlar yoktur.
Dr. Vasiliki Economopoulos'a ImageJ'deki fuluorescence sinyalini ölçmek için hazırladığı kurum içi senaryosu için teşekkür ederiz. Ayrıca CITIUS'a (Sevilla Üniversitesi) ve tüm personeline gösteri sırasındaki destekleri için teşekkür ederiz. Bu çalışma İspanyol FEDER I + D + i-USE, Sevilla Üniversitesi'nden US-1264152 ve Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades PID2021-126090OA-I00 tarafından desteklenmiştir
Name | Company | Catalog Number | Comments |
8-well chamber slides | Thermo Fisher, USA | 171080 | |
Air-drying oven | J.P. Selecta S.A., Spain | 2000210 | |
Albumin | Sigma-Aldrich, St. Louis | A7030 | |
Alcalase | Novozymes, Denmark | protease | |
Alexa Fluor 488 | Thermofisher, USA | A32731 | |
Alexa Fluor 647 | Thermofisher, USA | A32728 | |
Blade mill | Retsch, Germany | SM100 | |
Bovine Serum Albumin | MERK, Germany | A9418 | |
Cellulose tubing membrane | Sigma-Aldrich, St. Louis | D9402 | |
Centrifuge | MERK, Germany | Eppendorf, 5810R | |
Colocalisation pluggins | ImageJ | (https://imagej.net/imaging/colocalization-analysis ) | |
DAPI | MERK, Germany | 28718-90-3 | |
Dextrans | Pharmacosmos, Holbalk, Denmark | Dextran 410, 80, 50 | |
Dulbecco´s modified Eagle´s medium, Gluta MAXTM | Gibco, Life Technologies, Carlsbad, CA, USA | 10564011 | |
Extenda (α- Amylase/Glucoamylase) | Novozymes, Denmark | ||
Fetal bovine serum | Gibco, Life Technologies, Carlsbad, CA, USA | A4736301 | |
FT-IR spectromete | Bruker-Vertex, Switzerland | VERTEX 70v | |
Graphing and analysis software | GraphPad Prism (GraphPad Software, Inc.) | ||
H2SO4 | |||
HPLC system | Waters Corp, Milford, MA, USA | Waters 2695 HPLC | |
Incubator | Eppedorf | Galaxy 170S | |
Mass Spectometer | Q Exactive GC, Thermo Scientific | 725500 | |
Paraformaldehyde | MERK, Germany | P6148 | |
Penicillin/streptomycin | Sigma-Aldrich, St. Louis | P4458 | |
pH meter | Crison, Barcelona, Spain | Basic 20 | |
Phosphate-buffered saline | Gibco, Life Technologies, Carlsbad, CA, USA | 1010-015 | |
Rabbit Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody | Abcam, UK | ab243998 | |
Rat Ki-67 Monoclonal | Thermofisher, USA | MA5-14520 | |
Rotary evaporator | Büchi Ibérica S.L.U., Spain | El Rotavapor R-100 | |
Ultra-hydrogel linear gel-filtration column (300 mm x 7.8 mm) | Waters Corp, Milford, MA, USA | WAT011545 | |
UV-Visible spectrophotometer | Amersham Bioscience, UK | Ultrospec 2100 pro | |
VectaMount | Vector Laboratories, C.A, USA | H-5000-60 | |
Water bath | J.P. Selecta S.A., Spain | ||
Zeiss LSM 7 DUO Confocal Microscope System. | Zeiss, Germany | ||
β-glucan Assay Kit | Megazyme, Bray, Co. Wicklow, Ireland | K-BGLU | |
β-glucans | Setas y Hongos del Sur, S.L. | Supplied the four variants of mushrooms |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır