Name: preclinical assessment of the bioactivity of the anticancer coumarin ot48 by spheroids, colony formation assays, and zebrafish xenografts
Uploaded: 2018-06-26T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preclinical Assessment of the Bioactivity of the Anticancer Coumarin OT48 by Spheroids, Colony Formation Assays, and Zebrafish Xenografts at JoVE.com

Investigación en SNU es apoyada por la Fundación Nacional de investigación (NRF) de MEST de Corea para la concesión de microambiente Global núcleo investigación centro (GCRC) Tumor, [número de concesión 2011-0030001]; por la beca de investigación de Universidad Nacional de Seúl y Corea de cerebro (BK21) más el programa.

1. Colonia formación ensayos
<ol><li>Células A549 en cultivo en una concentración de 20.000 células/cm2 en 15 mL de RPMI1640 celular medio de cultivo suplementado con 10% FBS (suero bovino Fetal) y 1% antibióticos en un matraz de2 75 cm en un incubador de CO2 a 37 ° C y 5% CO2.</li>
	<li>En el día del experimento, determinar la concentración de células usando un hemocitómetro. Recoger 50.000 células por centrifugación a 400 x g por 7 min en un tubo de mic...

<ol>
	<li>Giancotti, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deregulation+of+cell+signaling+in+cancer.">Deregulation of cell signaling in cancer.</a> FEBS Letters. 588 (16), 2558-2570 (2014).</li><li>Knowlton, S., Onal, S., Yu, C. H., Zhao, J. J., Tasoglu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioprinting+for+cancer+research.">Bioprinting for cancer research.</a> Trends in Biotechnology. 33 (9), 504-513 (2015).</li><li>Santo, V. E., 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=Drug+screening+in+3D+in+vitro+tumor+models:+overcoming+current+pitfalls+of+efficacy+read-outs.">Drug screening in 3D in vitro tumor models: overcoming current pitfalls of efficacy read-outs.</a> Biotechnology Journal. 12 (1), (2017).</li><li>Tanner, K., Gottesman, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beyond+3D+culture+models+of+cancer.">Beyond 3D culture models of cancer.</a> Science Translational Medicine. 7 (283), 283ps289 (2015).</li><li>Haycock, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+cell+culture:+a+review+of+current+approaches+and+techniques.">3D cell culture: a review of current approaches and techniques.</a> Methods in Molecular Biology. 695, 1-15 (2011).</li><li>Talhi, O., 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=Bis(4-hydroxy-2H-chromen-2-one):+synthesis+and+effects+on+leukemic+cell+lines+proliferation+and+NF-kappaB+regulation.">Bis(4-hydroxy-2H-chromen-2-one): synthesis and effects on leukemic cell lines proliferation and NF-kappaB regulation.</a> Bioorganic and Medicinal Chemistry. 22 (11), 3008-3015 (2014).</li><li>Franken, N. A., Rodermond, H. M., Stap, J., Haveman, J., van Bree, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clonogenic+assay+of+cells+in+vitro.">Clonogenic assay of cells in vitro.</a> Nature Protocols. 1 (5), 2315-2319 (2006).</li><li>Katt, M. E., Placone, A. L., Wong, A. D., Xu, Z. S., Searson, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vitro+Tumor+Models:+Advantages,+Disadvantages,+Variables,+and+Selecting+the+Right+Platform.">In Vitro Tumor Models: Advantages, Disadvantages, Variables, and Selecting the Right Platform.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 4, 12 (2016).</li><li>Lee, J. Y., 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=Cytostatic+hydroxycoumarin+OT52+induces+ER/Golgi+stress+and+STAT3+inhibition+triggering+non-canonical+cell+death+and+synergy+with+BH3+mimetics+in+lung+cancer.">Cytostatic hydroxycoumarin OT52 induces ER/Golgi stress and STAT3 inhibition triggering non-canonical cell death and synergy with BH3 mimetics in lung cancer.</a> Cancer Letters. 416, 94-108 (2018).</li><li>Rotem, A., 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=Alternative+to+the+soft-agar+assay+that+permits+high-throughput+drug+and+genetic+screens+for+cellular+transformation.">Alternative to the soft-agar assay that permits high-throughput drug and genetic screens for cellular transformation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (18), 5708-5713 (2015).</li><li>Spoerri, L., Beaumont, K. A., Anfosso, A., Haass, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-Time+Cell+Cycle+Imaging+in+a+3D+Cell+Culture+Model+of+Melanoma.">Real-Time Cell Cycle Imaging in a 3D Cell Culture Model of Melanoma.</a> Methods in Molecular Biology. 1612, 401-416 (2017).</li><li>Beaumont, K. A., Anfosso, A., Ahmed, F., Weninger, W., Haass, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging-+and+Flow+Cytometry-based+Analysis+of+Cell+Position+and+the+Cell+Cycle+in+3D+Melanoma+Spheroids.">Imaging- and Flow Cytometry-based Analysis of Cell Position and the Cell Cycle in 3D Melanoma Spheroids.</a> Journal of Visualized Experiments. (106), e53486 (2015).</li><li>Lovitt, C. J., Shelper, T. B., Avery, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+cell+culture+techniques+for+cancer+drug+discovery.">Advanced cell culture techniques for cancer drug discovery.</a> Biology (Basel). 3 (2), 345-367 (2014).</li><li>Ji, 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=The+dialkyl+resorcinol+stemphol+disrupts+calcium+homeostasis+to+trigger+programmed+immunogenic+necrosis+in+cancer.">The dialkyl resorcinol stemphol disrupts calcium homeostasis to trigger programmed immunogenic necrosis in cancer.</a> Cancer Letters. 416, 109-123 (2018).</li></ol>

Las tasas de formación de la Colonia con MCBM depende del tipo de célula. Generalmente, para las células no adherentes, el número de colonias es mucho mayor en comparación con las células adherentes. Observamos que las células A549 formaron colonias de 30 a 40 después de 10 días. Previamente hemos reportado para las células de leucemia diferentes que el número de colonias es entre 200 a 2509. Nuestros resultados demostraron que solo OT48 no produjo una disminución significativa del nú...

El cáncer es causado por mutaciones celulares y como consecuencia bioquímicas vías de señalización se interrumpen provocando división celular incontrolada y resistencia a la muerte celular. Tumores de interfieran en las funciones fisiológicas del aparato digestivo, nervioso, circulatorio y posteriormente vecinos de tejidos1. A pesar de los esfuerzos de investigación extensa, el cáncer sigue siendo la enfermedad mortal más frecuente en el mundo2. Medicina de precisión ha sido reconocida como el fundamento de la terapéutica de cáncer futuro. Nuevas entidades moleculares se prueban rutinariamente en combinación con los medicamentos existentes para mejorar el resultado clínico.
Sin embargo, una de las limitaciones significativas asociadas con el desarrollo de nuevas terapias dirigidas eficientes es la falta de ensayos utilizados para simular el resultado biológico exacto de drogas exposición3. Descubrimiento de fármacos de cáncer todavía sobre todo se basa en la prueba de la eficacia de agentes terapéuticos en líneas celulares de cáncer cultivadas en cultivos monocapa 2D, que son difíciles de validar en ensayos clínicos4. Por lo tanto, hay un interés creciente para desarrollar mejores modelos de cáncer que imitan mejor las características nativas de tumores en vivo5. En los últimos años un creciente interés en los modelos 3D de la cultura dio lugar al desarrollo de mejores metodologías para producir tumor 3D modelos5.
Aquí, presentamos un enfoque con tres técnicas de cultivo celular 3D diferentes lo que permite para mejorar la comprensión de la potencia de la hidroxicumarina OT486 en combinación con BH3 miméticos antes más en profundidad en vivo ensayos. Nuestro método consiste en combinar la Colonia y SFAs con una en vivo tumor formación prueba basada en un modelo de pez cebra para validar la eficacia de la combinación de OT48 y BH3 miméticos en las células de cáncer de pulmón y monitorear la progresión del cáncer en una vida organismo.
Ensayos de formación de Colonia se utilizan habitualmente para evaluar la eficacia de los agentes contra el cáncer para los cánceres tanto sólidos como hematopoyéticos. El ensayo determina la capacidad de una célula a proliferar indefinidamente y forman colonias7. El efecto de un agente contra el cáncer sobre la capacidad de las células formadoras es determinado por la disminución del número o tamaño de las colonias.
Esferoides representan modelos de tumores en vitro y servir como una plataforma de proyección de bajo costo para agentes anticancerígenos. Esferoides son agregados de células en suspensión o embebidas en una matriz 3D. Este enfoque es ampliamente utilizado para la detección de drogas y estudios del tumor crecimiento, proliferación e inmune interacción8.
Para entender completamente las propiedades de un nuevo medicamento, es esencial para llevar a cabo experimentos en vivo en roedores. Sin embargo, este método convencional es costoso y desperdiciador de tiempo. En los últimos años, pez cebra (Danio rerio) se convirtió en un organismo de laboratorio ampliamente estudiado que es más barato y más rápido para subir. Tumores se convirtieron en el enfoque de cultura de pez cebra representan un 3D celular pero en el marco de en vivo de un vertebrado9.
En conjunto, utilizamos aquí tres enfoques diferentes cultura 3D incluyendo CFAs, SFAs y pez cebra en vivo tumor formación para demostrar la capacidad anticancerígena de hidroxicumarina OT48 en un modelo de celular A549 el cáncer de pulmón en combinación con BH3 miméticos.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Materials required for colony formation assays</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A549</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-185</td>
			<td>37 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>30096</td>
			<td>4 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Biowest</td>
			<td>S1520-500</td>
			<td>-20 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>17-602E</td>
			<td>-20 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture flask T75</td>
			<td>SPL</td>
			<td>70075</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS solution</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30256.02</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5ml tube</td>
			<td>Extragene</td>
			<td>Tube-170-C</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml tube</td>
			<td>Hyundai Micro</td>
			<td>H20015</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12 well plate</td>
			<td>SPL</td>
			<td>30012</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MethoCult</td>
			<td>StemCell technologies</td>
			<td>4230</td>
			<td>-20 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide (MTT powder)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M5622</td>
			<td>4 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAS4000</td>
			<td>GE Healthcare Technologies</td>
			<td></td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Materials required for spheroid formation assay</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A549</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-185</td>
			<td>37 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>30096</td>
			<td>4 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Biowest</td>
			<td>S1520-500</td>
			<td>-20 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-streptomycin</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>17-602E</td>
			<td>-20 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture flask T75</td>
			<td>SPL</td>
			<td>70075</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS solution</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30256.02</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25-300-054</td>
			<td>4 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning costar ultra low attachemnt 96 well plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3474</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscopy</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Eclipse TS100</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Materials required for zebrafish xenografts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A549</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-185</td>
			<td>37 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>30096</td>
			<td>4 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Biowest</td>
			<td>S1520-500</td>
			<td>-20 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-streptomycin</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>17-602E</td>
			<td>-20 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture flask T25</td>
			<td>SPL</td>
			<td>70025</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture flask T75</td>
			<td>SPL</td>
			<td>70075</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture flask T175</td>
			<td>SPL</td>
			<td>71175</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5ml tube</td>
			<td>Extragene</td>
			<td>Tube-170-C</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24 well plate</td>
			<td>SPL</td>
			<td>30024</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petridish</td>
			<td>SPL</td>
			<td>10100</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS solution</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30256.02</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25-300-054</td>
			<td>4 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>71382</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride (KCL)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9541</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium sulfate heptahydrate (MgSO4.7H2O)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M2773</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium nitrate tetrahydrate (Ca(NO3)2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C1396</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H0887</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate (Tricaine)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E10521</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenol Red solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P0290</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylcellulose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M0512</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-phenyl-2-thiourea (PTU)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7629</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CM-Dil dye</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>C7001</td>
			<td>-20 C&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass capillary</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>TW 100F-4</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette puller</td>
			<td>Shutter instrument, USA</td>
			<td>P-97</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro injector</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>PV820</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>KOVAX</td>
			<td>1ml</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro loader</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5242956003</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass slide</td>
			<td>Marienfeld</td>
			<td>HSU-1000612</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescence microscopy</td>
			<td>Leica</td>
			<td>DE/DM 5000B</td>
			<td>RT</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preclinical assessment of the bioactivity of the anticancer coumarin ot48 by spheroids, colony formation assays, and zebrafish xenografts

Investigación preclínica in vitro e in vivo de nuevos agentes terapéuticos son una herramienta esencial en el descubrimiento de fármacos de cáncer. Aunque las líneas celulares de cáncer humano responden a compuestos terapéuticos en cultivos de células de la monocapa (dimensional) 2D, 3D cultura sistemas fueron desarrollados para comprender la eficacia de fármacos en modelos más fisiológicamente relevantes. En los últimos años, se observó un cambio de paradigma en investigación preclínica para validar la potencia de nuevas moléculas en sistemas de cultivo 3D, concretamente imitando el microambiente tumoral. Estos sistemas caracterizan el estado de la enfermedad de una manera más fisiológico relevante y ayudan a obtener mejor visión mecanicista y la comprensión de la potencia farmacológica de una molécula dada. Por otra parte, la tendencia actual en la mejora de modelos de cáncer en vivo , pez cebra ha surgido como un modelo vertebrado importante a evaluar en vivo formación de tumor y estudiar el efecto de agentes terapéuticos. Aquí, hemos investigado la eficacia terapéutica de hidroxicumarina OT48 solo o en combinación con BH3 miméticos en línea de células de cáncer de pulmón A549 utilizando tres sistemas diferentes cultura 3D incluyendo ensayos de formación de Colonia (CFA), ensayo de formación esferoide (SFA) y en vivo xenoinjertos de pez cebra.

En la figura 2, cáncer de pulmón de células A549 fue sembrada en MCBM a colonias de forma después del tratamiento con OT48 solo o en combinación con BH3 mimética A1210477 en las concentraciones indicadas. Los resultados mostraron que la combinación reduce significativamente número, tamaño y superficie total de las colonias después de 10 días de incubación.
En la figu...

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Preclinical Assessment of the Bioactivity of the Anticancer Coumarin OT48 by Spheroids, Colony Formation Assays, and Zebrafish Xenografts

Evaluación preclínica de la bioactividad de la OT48 contra el cáncer de la cumarina por esferoides, ensayos de formación de Colonia y xenoinjertos de pez cebra

Aquí, presentamos la evaluación preclínica de cumarinas contra el Cáncer utilizando el pez cebra y cultura 3D.

In vitro and in vivo pre-clinical screening of novel therapeutic agents are an essential tool in cancer drug discovery. Although human cancer cell lines ...

Research

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