Name: therapy testing in a spheroid-based 3d cell culture model for head and neck squamous cell carcinoma
Uploaded: 2018-04-20T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Therapy Testing in a Spheroid-based 3D Cell Culture Model for Head and Neck Squamous Cell Carcinoma at JoVE.com

इस परियोजना के म्यूनिख विश्वविद्यालय के अनुदान द्वारा वित्त पोषित किया गया (FöFoLe परियोजना-no.: 789-781).

सभी अध्ययनों से इस पांडुलिपि में दिखाया गया है, अर्थात् मानव ट्यूमर नमूनों का उपयोग, के तहत संरक्षित कर रहे है और मैन्ज़ के विश्वविद्यालय चिकित्सा से पूर्व फैसलों के साथ सहमति में/म्यूनिख मेडिकल सेंटर...

<ol>
	<li>Hunter, K. D., Parkinson, E. K., Harrison, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Profiling+early+head+and+neck+cancer.">Profiling early head and neck cancer.</a> Nat Rev Cancer. 5 (2), 127-135 (2005).</li><li>Jerjes, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+tobacco+and+alcohol+and+their+reduction/cessation+on+mortality+in+oral+cancer+patients:+short+communication.">The effect of tobacco and alcohol and their reduction/cessation on mortality in oral cancer patients: short communication.</a> Head Neck Oncol. 4, 6 (2012).</li><li>Chen, H. H. W., Kuo, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+radiotherapy+in+cancer+treatment:+Promises+and+challenges.">Improving radiotherapy in cancer treatment: Promises and challenges.</a> Oncotarget. 8 (37), 62742-62758 (2017).</li><li>Boeckx, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-epidermal+growth+factor+receptor+therapy+in+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma:+focus+on+potential+molecular+mechanisms+of+drug+resistance.">Anti-epidermal growth factor receptor therapy in head and neck squamous cell carcinoma: focus on potential molecular mechanisms of drug resistance.</a> Oncologist. 18 (7), 850-864 (2013).</li><li>Brand, T. M., Iida, M., Wheeler, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+mechanisms+of+resistance+to+the+EGFR+monoclonal+antibody+cetuximab.">Molecular mechanisms of resistance to the EGFR monoclonal antibody cetuximab.</a> Cancer Biol Ther. 11 (9), 777-792 (2011).</li><li>Seidl, D., Schild, S. E., Wollenberg, B., Hakim, S. G., Rades, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+Factors+in+Patients+Irradiated+for+Recurrent+Head-and-Neck+Cancer.">Prognostic Factors in Patients Irradiated for Recurrent Head-and-Neck Cancer.</a> Anticancer Res. 36 (12), 6547-6550 (2016).</li><li>Shirai, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+Outcomes+of+Definitive+and+Postoperative+Radiotherapy+for+Stage+I-IVB+Hypopharyngeal+Cancer.">Clinical Outcomes of Definitive and Postoperative Radiotherapy for Stage I-IVB Hypopharyngeal Cancer.</a> Anticancer Res. 36 (12), 6571-6578 (2016).</li><li>Theile, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+drug+transporters'+significance+for+multidrug+resistance+in+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma.">Evaluation of drug transporters' significance for multidrug resistance in head and neck squamous cell carcinoma.</a> Head Neck. 33 (7), 959-968 (2011).</li><li>Slade, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+bone+marrow,+disseminated+tumour+cells+and+blood-circulating+tumour+cells+in+breast+cancer+patients+after+primary+treatment.">Comparison of bone marrow, disseminated tumour cells and blood-circulating tumour cells in breast cancer patients after primary treatment.</a> Brit J Cancer. 100 (1), 160-166 (2009).</li><li>Mockelmann, N., Laban, S., Pantel, K., Knecht, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulating+tumor+cells+in+head+and+neck+cancer:+clinical+impact+in+diagnosis+and+follow-up.">Circulating tumor cells in head and neck cancer: clinical impact in diagnosis and follow-up.</a> Eur Arch Otorhinolaryngol. 271 (1), 15-21 (2014).</li><li>Gerlinger, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intratumor+heterogeneity+and+branched+evolution+revealed+by+multiregion+sequencing.">Intratumor heterogeneity and branched evolution revealed by multiregion sequencing.</a> N Engl J Med. 366 (10), 883-892 (2012).</li><li>Ledgerwood, L. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+degree+of+intratumor+mutational+heterogeneity+varies+by+primary+tumor+sub-site.">The degree of intratumor mutational heterogeneity varies by primary tumor sub-site.</a> Oncotarget. 7 (19), 27185-27198 (2016).</li><li>Loyo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lessons+learned+from+next-generation+sequencing+in+head+and+neck+cancer.">Lessons learned from next-generation sequencing in head and neck cancer.</a> Head Neck. 35 (3), 454-463 (2013).</li><li>Morris, L. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Molecular+Landscape+of+Recurrent+and+Metastatic+Head+and+Neck+Cancers:+Insights+From+a+Precision+Oncology+Sequencing+Platform.">The Molecular Landscape of Recurrent and Metastatic Head and Neck Cancers: Insights From a Precision Oncology Sequencing Platform.</a> JAMA Oncol. , (2016).</li><li>Bauml, J. M., Cohen, R. B., Aggarwal, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunotherapy+for+head+and+neck+cancer:+latest+developments+and+clinical+potential.">Immunotherapy for head and neck cancer: latest developments and clinical potential.</a> Ther Adv Med Oncol. 8 (3), 168-175 (2016).</li><li>Mack, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+and+non-enzymatic+in+vitro+retrieval+of+tumour+cells+from+surgical+specimens.">Rapid and non-enzymatic in vitro retrieval of tumour cells from surgical specimens.</a> PLoS One. 8 (1), e55540 (2013).</li><li>Ham, S. L., Joshi, R., Thakuri, P. S., Tavana, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid-based+three-dimensional+tumor+models+for+cancer+research+and+drug+discovery.">Liquid-based three-dimensional tumor models for cancer research and drug discovery.</a> Exp Biol Med (Maywood). 241 (9), 939-954 (2016).</li><li>Kelm, J. M., Timmins, N. E., Brown, C. J., Fussenegger, M., Nielsen, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+generation+of+homogeneous+multicellular+tumor+spheroids+applicable+to+a+wide+variety+of+cell+types.">Method for generation of homogeneous multicellular tumor spheroids applicable to a wide variety of cell types.</a> Biotechnol Bioeng. 83 (2), 173-180 (2003).</li><li>Kunz-Schughart, L. A., Freyer, J. P., Hofstaedter, F., Ebner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+3-D+cultures+for+high-throughput+screening:+the+multicellular+spheroid+model.">The use of 3-D cultures for high-throughput screening: the multicellular spheroid model.</a> J Biomol Screen. 9 (4), 273-285 (2004).</li><li>Lin, R. Z., Chang, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+three-dimensional+multicellular+spheroid+culture+for+biomedical+research.">Recent advances in three-dimensional multicellular spheroid culture for biomedical research.</a> Biotechnol J. 3 (9-10), 1172-1184 (2008).</li><li>Weiswald, L. B., Bellet, D., Dangles-Marie, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spherical+cancer+models+in+tumor+biology.">Spherical cancer models in tumor biology.</a> Neoplasia. 17 (1), 1-15 (2015).</li><li>Cancer Genome Atlas, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+genomic+characterization+of+head+and+neck+squamous+cell+carcinomas.">Comprehensive genomic characterization of head and neck squamous cell carcinomas.</a> Nature. 517 (7536), 576-582 (2015).</li><li>Duarte, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+head+and+neck+squamous+carcinoma+cancer+stem-like+cells+in+a+syngeneic+mouse+model+and+analysis+of+hypoxia+effect.">Isolation of head and neck squamous carcinoma cancer stem-like cells in a syngeneic mouse model and analysis of hypoxia effect.</a> Oncol Rep. 28 (3), 1057-1062 (2012).</li><li>Reid, P. A., Wilson, P., Li, Y., Marcu, L. G., Bezak, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+understanding+of+cancer+stem+cells:+Review+of+their+radiobiology+and+role+in+head+and+neck+cancers.">Current understanding of cancer stem cells: Review of their radiobiology and role in head and neck cancers.</a> Head Neck. 39 (9), 1920-1932 (2017).</li><li>Cossu, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Insight+into+Inhibitor+of+Apoptosis+Proteins+Recognition+by+a+Potent+Divalent+Smac-Mimetic.">Structural Insight into Inhibitor of Apoptosis Proteins Recognition by a Potent Divalent Smac-Mimetic.</a> PLoS ONE. 7 (11), e49527 (2012).</li><li>Hagemann, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spheroid-based+3D+Cell+Cultures+Enable+Personalized+Therapy+Testing+and+Drug+Discovery+in+Head+and+Neck+Cancer.">Spheroid-based 3D Cell Cultures Enable Personalized Therapy Testing and Drug Discovery in Head and Neck Cancer.</a> Anticancer Res. 37 (5), 2201-2210 (2017).</li><li>Worp, H. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Can+animal+models+of+disease+reliably+inform+human+studies?.">Can animal models of disease reliably inform human studies?.</a> PLoS Med. 7 (3), e1000245 (2010).</li><li>Wilding, J. L., Bodmer, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+cell+lines+for+drug+discovery+and+development.">Cancer cell lines for drug discovery and development.</a> Cancer Res. 74 (9), 2377-2384 (2014).</li><li>Chitcholtan, K., Asselin, E., Parent, S., Sykes, P. H., Evans, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+growth+properties+of+endometrial+cancer+in+three+dimensional+(3D)+culture+and+2D+cell+monolayer.">Differences in growth properties of endometrial cancer in three dimensional (3D) culture and 2D cell monolayer.</a> Exp Cell Res. 319 (1), 75-87 (2013).</li><li>Longati, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+pancreatic+carcinoma+spheroids+induce+a+matrix-rich,+chemoresistant+phenotype+offering+a+better+model+for+drug+testing.">3D pancreatic carcinoma spheroids induce a matrix-rich, chemoresistant phenotype offering a better model for drug testing.</a> BMC Cancer. 13, 95 (2013).</li></ol>

हम सेल सस्पेंशन से reproducible spheroids उत्पन्न करने के लिए एक प्रोटोकॉल स्थापित करने में सक्षम थे, दोनों सेल लाइनों के लिए और, प्रारंभिक प्रयोगों में, प्राथमिक मानव ट्यूमर कोशिकाओं. हम पहले दो पहले वर्णित तरीकों क...

सिर और गर्दन स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा (HNSCC) श्लैष्मिक मानव papillomavirus (एचपीवी) संक्रमण से जुड़े रोगजनन, अत्यधिक निकोटीन और शराब की वजह से मामलों के बहुमत के बगल में एक बढ़ती घटनाओं के साथ दुनिया भर में छठे सबसे आम कैंसर है उपभोग 1,2. जबकि छोटे ट्यूमर और पूर्व इनवेसिव चरणों आमतौर पर शल्य चिकित्सा उत्पाद के साथ अच्छी तरह से इलाज कर रहे हैं, आमतौर पर गर्भाशय ग्रीवा लिम्फ नोड विच्छेदन के साथ संयुक्त, उन्नत चरण और आवर्तक HNSCC के लिए उपचार के साथ आक्रामक ट्यूमर आक्रमण के कारण चुनौतीपूर्ण रहता है मेटास्टेटिक प्रसार और विकिरण और कीमोथेरेपी के लिए प्रतिरोध प्रोटोकॉल3,4,5,6,7,8। हाल के अध्ययनों सेलुलर phenotype की एक उच्च परिवर्तनशीलता का सुझाव देते हैं, और परिसंचारी और प्रसार ट्यूमर कोशिकाओं के उप लक्षण वर्णन सिर्फ9,10शुरू कर दिया है । एक ठोस, समान ट्यूमर मास के पहले विश्वास पिछले वर्षों में हाल के अध्ययनों के प्रकाश में संशोधित किया जाना था11,12,13,14। ट्यूमर लक्षण वर्णन और कुंजी उत्परिवर्तनों की पहचान के लिए वर्तमान दृष्टिकोण कई जीन है कि चिकित्सा प्रतिरोध के साथ जुड़े प्रतीत होते हैं, लेकिन एक लागत गहन दृष्टिकोण रहने की पहचान सकता है । इसके अलावा, जीनोटाइप का ज्ञान जरूरी phenotype और उसके इलाज की प्रतिक्रिया के एक विश्वसनीय भविष्यवाणी की अनुमति नहीं है ।
उन्नत चरण और आवर्तक रोग के लिए समग्र और रोग मुक्त अस्तित्व में सुधार लाने में कुछ प्रगति हुई है । निकोटीन के लिए-के रूप में अच्छी तरह से वायरस से जुड़े कार्सिनोमा, सर्जरी के अलावा वर्तमान उपचार के विकल्प आक्रामक विकिरण और प्लेटिनम आधारित कीमोथेरेपी परहेजों संलग्न हैं । वहां एचपीवी के बीच अलग प्रतिक्रिया दरों के लिए निहितार्थ नकारात्मक और सकारात्मक कार्सिनोमा गया है; हालांकि, यह अभी तक सामान्य चिकित्सा दिशानिर्देशों में कोई परिवर्तन करने के लिए लीड नहीं है । विकिरण और कीमोथेरेपी के प्रति प्रतिरोध सभी ट्यूमर चरणों में एक व्यापक घटना है और प्लेटिनम आधारित रसायन चिकित्सा के लिए मौजूद है और साथ ही लक्षित थेरेपी के लिए (विरोधी EGFR; एपिडर्मल वृद्धि कारक रिसेप्टर) और हाल ही में उभरते चौकी निषेध15। अप्रभावी विकिरण और कीमोथेरेपी dysphagia के मामले में महत्वपूर्ण रोगी रुग्णता की एक उच्च लागत पर आते हैं, mucositis, शुष्क मुँह और दूसरों के बीच गुर्दे या हृदय समारोह की कमी के जोखिम. चिकित्सा प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी प्रत्येक व्यक्ति रोगी के लिए एक सामांय चिकित्सा अवधारणा के निर्णय से पहले महत्वपूर्ण लक्ष्य है, अनावश्यक उपचार अवधारणाओं, दुष्प्रभावों और लागत को रोकने लगता है ।
हम मौजूदा मानक chemo-विकिरण है कि नियमित रूप से और गुणवत्ता नियंत्रित oncologic उपचार एल्गोरिथ्म में एक तकनीकी खड़े बिंदु से एकीकृत किया जा सकता है की ओर व्यक्तिगत रोगी के उपचार संवेदनशीलता का परीक्षण करने के लिए एक मॉडल स्थापित करने की मांग की । दूर लक्ष्य भारी बदल और वृद्ध सेल लाइनों का उपयोग कर के बिना मॉडल का उपयोग किया गया था, क्योंकि वे खराब उनकी परिवर्तनशीलता और विविधता के बिना वास्तविक मानव ट्यूमर कोशिकाओं का प्रतिनिधित्व के रूप में हम अब जानते हैं, जबकि प्रोटोकॉल की स्थापना के विभिंन सेल लाइनों में किया गया था । केवल व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सेल लाइनों से स्वतंत्र होने के लिए, हम हाल ही में सफलतापूर्वक अपनी सतह और सीमित मार्ग पर संरक्षित सेलुलर मार्करों के साथ मानव ट्यूमर नमूनों से प्राथमिक HNSCC कोशिकाओं से "PiCa" नामक एक मध्यवर्ती सेल लाइन उत्पन्न 16. इस PiCa सेल लाइन सड़क पर मॉडल के विकास के लिए एक तैयारी के रूप में फिर बाद में ट्यूमर बायोप्सी से ताजा मानव कैंसर कोशिकाओं के साथ परीक्षण के बाद सेवा करनी चाहिए । यह दिखाया गया है कि तीन आयामी कोशिका संस्कृतियों में कोशिकाओं को अलग ढंग से और अधिक vivo में-monolayers17,18,19,20 में बढ़ रही उन लोगों की तुलना में कैंसर दवाओं के प्रशासन के लिए की तरह प्रतिक्रिया ,21, मुख्य रूप से प्रवासी और कुछ सेल सबसेट के उप-विभेदक गुणों के संरक्षण के कारण22,23,24। यहां, हम एक अंडाकार आकृति के प्रोटोकॉल का वर्णन आधारित, तीन मध्यवर्ती सेल लाइनों और प्राथमिक मानव स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा कोशिकाओं और तरीके कैसे सिर और गर्दन सर्जन और ऑन्कोलॉजिस्ट के कैंसर के इलाज में इस तरह के एक मॉडल को एकीकृत से आयामी मॉडल ( चित्र 1) ।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Dulbeccos modified Eagles medium (DMEM)</td>
			<td>Biochrom, Berlin, Germany</td>
			<td>F 0425</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Gibco Life Technologies, Paisley, UK</td>
			<td>10500-064</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>penicillin/streptomycin</td>
			<td>Biochrom, Berlin, Germany</td>
			<td>A2212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium pyruvate</td>
			<td>Biochrom, Berlin, Germany</td>
			<td>L0473</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>non-essential amino acids</td>
			<td>Biochrom, Berlin, Germany</td>
			<td>K0293</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine</td>
			<td>Biochrom, Berlin, Germany</td>
			<td>K0293</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liberase</td>
			<td>Roche Life Sciences, Basel, Switzerland</td>
			<td>5401127001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GravityPLUS 3D Culture and Assay Platform</td>
			<td>InSphero, Schlieren, Switzerland</td>
			<td>PB-CS 06-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GravityTRAP plate</td>
			<td>InSphero, Schlieren, Switzerland</td>
			<td>PB-CS-01-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra-low attachment (ULA) culture plates</td>
			<td>Corning, Corning, NY, USA</td>
			<td>4520</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>airway epithelial cell growth medium</td>
			<td>Promocell, Heidelberg, Germany</td>
			<td>C-21060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>amphotericin B</td>
			<td>Biochrom, Berlin, Germany</td>
			<td>A 2612</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>airway epithelial cell growth medium supplement mix</td>
			<td>Promocell, Heidelberg, Germany</td>
			<td>C39165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WST-8 test</td>
			<td>Promocell, Heidelberg, Germany</td>
			<td>PC PK-CA705-CK04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Keratinocyte SFMedium + L-Glutamine 500mL</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#17005-034</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Pituitary Extract (BPE), 25mg</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#37000015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant human Epithelial Growth Factor 2.5 &#181;g</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#37000015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM High Glucose</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#21068-028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin Streptomycin 10000U/mL Penicillin/ 10000&#181;g/mL Streptomycin</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F12 Nutrient Mix</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#21765-029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamax (200 mM L-Alanyl-L-Glutamin-Dipeptide in NaCl)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#35050087</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS (Ca, Mg)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>#14025-092</td>
			<td>(no phenol red)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1x TrypLE Expres Enzyme</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#12604-013</td>
			<td>(no phenol red)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase (enzymatic cell detachment solution)</td>
			<td>Innovative cell technologies</td>
			<td>Cat# AT104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70 &#181;m Falcon cell strainer</td>
			<td>BD Biosciences, USA</td>
			<td>#352350</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

therapy testing in a spheroid-based 3d cell culture model for head and neck squamous cell carcinoma

उन्नत और आवर्तक सिर और गर्दन स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा (HNSCC) के लिए वर्तमान उपचार के विकल्प विकिरण और chemo-विकिरण दृष्टिकोण के साथ या सर्जरी के बिना संलग्न । जबकि प्लेटिनम आधारित कीमोथेरेपी परहेजों वर्तमान में प्रभावकारिता के मामले में सोने के मानक का प्रतिनिधित्व करते है और मामलों के विशाल बहुमत में दिए गए हैं, नई कीमोथेरेपी परहेजों, अर्थात् immunotherapy उभर रहे हैं । हालांकि, प्रतिक्रिया दरों और चिकित्सा प्रतिरोध तंत्र या तो chemo आहार के लिए भविष्यवाणी करने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे है और अपर्याप्त समझ में रहते हैं । chemo और विकिरण प्रतिरोध तंत्र के व्यापक रूपांतरों तिथि करने के लिए जाना जाता है । इस अध्ययन में एक मानकीकृत, उच्च- विट्रो में प्रवाह के विकास का वर्णन करने के लिए विभिंन चिकित्सा परहेजों को HNSCC सेल लाइन की प्रतिक्रिया का आकलन है, और उंमीद है व्यक्तिगत ट्यूमर के लिए एक भविष्य के उपकरण के रूप में व्यक्ति के रोगियों से प्राथमिक कोशिकाओं पर चिकित्सा. परख हमारे तृतीयक देखभाल केंद्र में HNSCC रोगियों के लिए गुणवत्ता नियंत्रित मानक एल्गोरिथ्म में एकीकृत किया जा रहा करने के लिए बनाया गया है; हालांकि, यह भविष्य की पढ़ाई का विषय होगा । तकनीकी व्यवहार्यता वास्तविक रोगियों से ट्यूमर बायोप्सी से प्राथमिक कोशिकाओं के लिए होनहार लग रहा है । नमूने तो प्रयोगशाला में स्थानांतरित कर रहे हैं । बायोप्सी यांत्रिक एंजाइमी पाचन के बाद अलग कर रहे हैं । कोशिकाओं तो अल्ट्रा कम आसंजन सेल संस्कृति शीशियों कि reproducible, तीन आयामी, अंडाकार आकृति के आकार का सेल कंपनियों के मानकीकृत और सहज गठन को बढ़ावा देने में हो रहे हैं । Spheroids तो chemo-विकिरण प्रोटोकॉल और immunotherapy प्रोटोकॉल की जरूरत के रूप में उजागर होने के लिए तैयार हैं । अंतिम कोशिका व्यवहार्यता और अंडाकार आकृति आकार चिकित्सा संवेदनशीलता के संकेतक है और इसलिए भविष्य में विचार में तैयार किया जा सकता है रोगियों की संभावना चिकित्सा प्रतिक्रिया का आकलन । इस मॉडल को सिर और गर्दन के कैंसर के लिए निजीकृत चिकित्सा की दिशा में एक मूल्यवान, लागत कुशल उपकरण हो सकता है ।

हम reproducibly एक सेल सस्पेंशन से spheroids उत्पंन करने में सक्षम थे, स्वामित्व PiCa सेल लाइन सहित विभिंन सेल लाइनों से पहले, बाद में प्राथमिक मानव कैंसर ताजा ट्यूमर बायोप्सी से व्युत्पंन के रूप में Hagemann ए?...

Watch this Scientific Journal Video about Therapy Testing in a Spheroid-based 3D Cell Culture Model for Head and Neck Squamous Cell Carcinoma at JoVE.com

Therapy Testing in a Spheroid-based 3D Cell Culture Model for Head and Neck Squamous Cell Carcinoma

हम एक अंडाकार आकृति के विकास का वर्णन आधारित, तीन आयामी इन विट्रो मॉडल है कि हमें सेल लाइनों पर सिर और गर्दन स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा के लिए प्रयोगात्मक चिकित्सा परहेजों के मौजूदा मानक परीक्षण करने के लिए सक्षम बनाता है, चिकित्सा के मूल्यांकन में लक्ष्य भविष्य में मानव नमूनों से प्राथमिक कोशिकाओं पर संवेदनशीलता और प्रतिरोध ।

एक अंडाकार आकृति में चिकित्सा परीक्षण-सिर और गर्दन स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा के लिए 3 डी सेल संस्कृति मॉडल आधारित

Current treatment options for advanced and recurrent head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) enclose radiation and chemo-radiation approaches with ...

The overall goal of this in vitro method is to generate the three dimensional cell culture spheroids that enable the testing of current standard or experimental therapy regimens for head and neck squamous cell carcinoma. This method helps us to understand three dimensional tumor growth of head and neck cancer cells when exposed to radiation or chemo radiation treatment. It remains to be said that handling primary tumor cells is difficult and does not always lead to reliable three dimensional spheroid formation.Demonstrating the procedure will be Sabina Schwenk-Zieger, a technician from our laboratory. While using primary cells from a tumor specimen, place the specimen on a suitable and sterile surface and cut it thoroughly with a sterile, single-use scalpel into very small pieces. After sufficient mechanical separation of the primary tissue, transfer it into a vial containing collagenase 1 and 2 and incubate it for one hour at 37 degrees celsius.Next, sieve the mixture through a 70 micrometer Falcon cell strainer and wash the suspension with HBSS. After successful separation and subsequent washing, transfer the suspension containing one to two million cells into a T75 cell culture flask to grow to subconfluency at 37 degrees celsius for up to ten days. Under a microscope, confirm tumor cell growth.Count the cells in culture. Using an ultra-low adhesion 96-well plate with concave round bottoms, seed 5, 000 primary tumor cells, or 1, 000 to 2, 000 cells of intermediate cell line, in 200 to 300 microliters of media into the wells. Next, culture the cells at 37 degrees celsius.Perform media changes every other day. Pay attention not to aspirate the spheroid with the pipette during media changes. Culture the spheroids until the three dimensional spheroid-shaped cell conglomerates are observed.Keep in mind to exclude the wells with irregular or multiple spheroid formation from further investigation. Subsequently, change the media to media with chemo therapeutics and/or monoclonal antibodies at desired concentrations. Add Cisplatin at the concentrations of 2.5, five, or 10 micromolar or 5-Fluorouracil at 30 micromolar.In this procedure, measure the spheroid size after digital photo documentation on day six, day 10 and day 16 with a graphic software. After centrifugation of the plate at 520g for 2.5 minutes, remove the supernatant. Next, wash the cells with 1x PBS and centrifuge the plate again, followed by removing the supernatant.Next, add 100 microliters of enzymatic cell detachment solution to each vial to allow the spheroids to dissolve. Subsequently, incubate the plate for eight minutes at 37 degrees celsius. Check for successful dissolving of the spheroids under the microscope.Add 100 microliters of DMEM. Next, centrifuge the plate at 520g for 2.5 minutes. Then remove the supernatant and suspend the cells in 100 microliters of DMEM.Subsequently, if necessary, perform a commercially-available colorimetric proliferation assay and read the assay in an ELISA reader. All cell lines could generate reliable spheroids with differences in size and time of readout. Primary cells did form reproducible spheroids in ultra-low attachment plates.The Ki-67 staining reveals the periphery of the culture showing much higher proliferation rates than central cells, mimicking nutrient distribution in solid mucosal tumors that often show necrotic cores. Here, the effect of several chemo therapeutics and radiation on spheroid size. Radiation with two gray prior to treatment with Cisplatin, lead to a significant decrease in spheroid size compared to Cisplatin alone.With further establishment of generating spheroids from primary human cells, this is how the concept of therapy testing could be implemented. Spheroids would be generated after tumor biopsy, and then tested for molecular characteristics and therapy susceptibility. We were able to establish a protocol to generate reproducible spheroids from cell suspensions for both cell lines and primary human tumor cells.This multimodal assay is sufficiently sensitive to identify small differences between groups. In future, the assay could be used to first, assess individual response to standard and experimental therapy protocols. Second, further characterize the tumor cells from fresh specimens.And third, correlate therapy response to molecular patterns. The use of primary cells and the generation of spheroids would allow the preservation of as many characteristics of in vivo tumor growth as possible in combination with a cost-efficient assay for studying individual therapy response.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

The Colon-26 Carcinoma Tumor-bearing Mouse as a Model for the Study of Cancer Cachexia

आंतों-26 कार्सिनोमा ट्यूमर असर कर्क कैचेक्सिया के अध्ययन के लिए एक मॉडल के रूप में माउस

Cancer cachexia is the progressive loss of skeletal muscle mass and adipose tissue, negative nitrogen balance, anorexia, fatigue, inflammation, and ...

A Model for Perineural Invasion in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma

सिर और गर्दन के स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा में Perineural आक्रमण के लिए एक मॉडल

Perineural invasion (PNI) is found in approximately 40% of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC). Despite multimodal treatment with surgery, ...

A Syngeneic Mouse Model of Metastatic Renal Cell Carcinoma for Quantitative and Longitudinal Assessment of Preclinical Therapies

पूर्व नैदानिक ​​चिकित्सा के मात्रात्मक और अनुदैर्ध्य मूल्यांकन के लिए एक syngeneic माउस प्रक्षेपि के मॉडल गुर्दे सेल कार्सिनोमा

Renal cell carcinoma (RCC) affects &#62; 60,000 people in the United States annually, and ~ 30% of RCC patients have multiple metastases at the time of ...

A Protocol for Rapid Post-mortem Cell Culture of Diffuse Intrinsic Pontine Glioma (DIPG)

A Protocol for Rapid Post-mortem Cell Culture of Diffuse Intrinsic Pontine Glioma DIPG

फैलाना आंतरिक Pontine Glioma की रैपिड पोस्टमार्टम सेल संस्कृति के लिए एक प्रोटोकॉल (DIPG)

Diffuse Intrinsic Pontine Glioma (DIPG) is a childhood brainstem tumor that carries a universally fatal prognosis. Because surgical resection is not a ...

Four-color Fluorescence Immunohistochemistry of T-cell Subpopulations in Archival Formalin-fixed, Paraffin-embedded Human Oropharyngeal Squamous Cell Carcinoma Samples

चार-रंग के प्रतिदीप्ति प्रतिरक्षकों में टी-सेल उप-जनसांख्यिकीय अभिलेखीय फॉर्मलिन-फिक्स्ड, पैराफिन-एम्बेडेड मानव ऑरोफरीन्गल स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा नमूने

The four-color fluorescence immunohistochemistry (IHC) technique is a method to quantify cell populations of interest while taking into account their ...

Fabrication of Tongue Extracellular Matrix and Reconstitution of Tongue Squamous Cell Carcinoma In Vitro

Fabrication of Tongue Extracellular Matrix and Reconstitution of Tongue Squamous Cell Carcinoma In Vitro

जीभ Extracellular मैट्रिक्स के निर्माण और जीभ स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा में से पुनर्गठन इन विट्रो

In order to construct an effective and realistic model for tongue squamous cell carcinoma (TSCC) in vitro, the methods were created to produce ...

Intramucosal Inoculation of Squamous Cell Carcinoma Cells in Mice for Tumor Immune Profiling and Treatment Response Assessment

ट्यूमर प्रतिरक्षा Profiling और उपचार प्रतिक्रिया आकलन के लिए चूहों में स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा कोशिकाओं की intramucosal टीका

Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is a debilitating and deadly disease with a high prevalence of recurrence and treatment failure. To develop ...

Comparing Metastatic Clear Cell Renal Cell Carcinoma Model Established in Mouse Kidney and on Chicken Chorioallantoic Membrane

माउस किडनी में स्थापित मेटास्टैटिक क्लियर सेल रेनल सेल कार्सिनोमा मॉडल की तुलना और चिकन कोरियोलंटोइक झिल्ली पर

Metastatic clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is the most common subtype of kidney cancer. Localized ccRCC has a favorable surgical outcome. However, ...

In Vitro Establishment of a Genetically Engineered Murine Head and Neck Cancer Cell Line using an Adeno-Associated Virus-Cas9 System

एक आनुवंशिक रूप से इंजीनियर Murine सिर और गर्दन कैंसर सेल लाइन के विट्रो स्थापना में एक Adeno-एसोसिएटेड वायरस-Cas9 प्रणाली का उपयोग कर

The use of primary normal epithelial cells makes it possible to reproducibly induce genomic alterations required for cellular transformation by ...

Multidimensional Coculture System to Model Lung Squamous Carcinoma Progression

मॉडल फेफड़ों स्क्वैमस कार्सिनोमा प्रगति के लिए बहुआयामी सहसंस्कृति प्रणाली

Tumor-stroma interactions play a critical role in the development of lung squamous carcinoma (LUSC). However, understanding how these dynamic interactions ...