Name: longitudinal morphological and physiological monitoring of three-dimensional tumor spheroids using optical coherence tomography
Uploaded: 2019-02-09T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Longitudinal Morphological and Physiological Monitoring of Three-dimensional Tumor Spheroids Using Optical Coherence Tomography at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par la NSF accorde IDBR (DBI-1455613), PFI:AIR-TT (PII-1640707), fonds de démarrage de subventions R21EY026380, R15EB019704 et R01EB025209 et l’Université Lehigh NIH.

1. préparation des cellules
<ol><li>Obtenir des lignées cellulaires d’un fournisseur qualifié. Remarque : Vérifiez que les cellules des lignées de cellules d’intérêt peuvent former sphéroïde dans les milieux de culture ou à l’aide d’un substrat (membrane basale matrice comme Matrigel). Regarder dans la littérature9 ou effectuer une ronde d’une expérience préalable pour une vérification.</li>
	<li>Décongeler les cellules congelées suivant la procédure spécifique pr...

Activité antitumorale est très importante pour sa structure morphologique. Semblable à la courbe de croissance caractéristique pour cultures cellulaires 2D de surveillance, suivi de la courbe de croissance pour les sphéroïdes tumeur 3D est également une approche conventionnelle de caractériser le comportement de la croissance à long terme sphéroïde pour différentes lignées cellulaires. En particulier, nous pouvons caractériser la réaction aux médicaments en analysant la dégradation de la tumeur ou tumeur...

Le cancer est la deuxième cause de décès dans le monde1. Développement de médicaments ciblant le cancer est d’une importance cruciale pour les patients. Toutefois, on estime que plus de 90 % des nouveaux médicaments anticancéreux échouent dans la phase de développement en raison du manque d’efficacité et de toxicité imprévue dans les essais cliniques2. Une partie de la raison peut être attribuée à l’utilisation de modèles de culture cellulaire (2D) deux dimensions simples d’inspection/filtrage composé qui fournissent des résultats avec des valeurs prédictives limités composée efficacité et la toxicité pour les étapes suivantes de la drogue découverte2 , 3 , 4. récemment, en trois dimensions (3D) tumeur sphéroïde modèles ont été développés pour fournir des données physiologiques et pharmacologiques cliniquement pertinentes pour médicament anticancéreux découverte3,4,5 ,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24,25. Puisque ces sphéroïdes peuvent imiter les propriétés spécifiques des tissus de tumeurs in vivo, comme des éléments nutritifs et l’oxygène gradient, hypoxique de base comme drogue résistance19, l’utilisation de ces modèles potentiellement peut raccourcir chronologies de découverte de drogue, réduire les coûts d’investissement et offrir de nouveaux médicaments aux patients plus efficacement. Une approche critique de l’évaluation efficacité composée en développement de sphéroïde de tumeurs 3D consiste à surveiller la croissance de sphéroïde et réapparition sous traitements9,26. Pour ce faire, la caractérisation quantitative de la morphologie de la tumeur, mettant en cause son diamètre et en volume, avec des modalités d’imagerie à haute résolution, est indispensable.
Modalités d’imagerie conventionnelles, comme champ lumineux, contraste de phase7,9,22,24et9,de8,de la microscopie de fluorescence16, 18,22 peut fournir une mesure du diamètre de l’ellipsoïde, mais ne peut pas résoudre la structure globale de l’ellipsoïde dans l’espace 3D. Plusieurs facteurs contribuent à ces limitations, y compris la pénétration de la lumière poussée dans la sphéroïde ; diffusion des colorants fluorescents dans la sphéroïde ; émettant des signaux fluorescents de fluorochromes excités à l’intérieur ou sur la surface opposée de l’ellipsoïde en raison de la forte absorption et de diffusion ; et profondeur-être de ces modalités d’imagerie. Cela conduit souvent à une volumétrie inexactes. Développement du noyau nécrotique en sphéroïdes imite la nécrose dans in vivo des tumeurs6,10,15,19,25. Cette caractéristique pathologique est peu probable que reproduit en 2D cell cultures19,25,27,28. Avec une taille de sphéroïde plue de 500 µm de diamètre, une structure de trois couches concentrique, dont une couche externe de cellules en prolifération, une couche intermédiaire de cellules quiescentes et un noyau nécrotique, peut être observée dans le sphéroïde6,10 ,15,19,25, à raison d’un manque d’oxygène et de nutriments. Imagerie de fluorescence des cellules vivantes et mortes est l’approche standard pour marquer la limite du noyau nécrotique. Cependant, encore une fois, pénétrations de ces colorants fluorescents et de la lumière visible entravent le potentiel de la sonde dans le noyau nécrotique pour suivre son évolution dans sa forme actuelle.
Une modalité d’imagerie de la 3D alternatif, tomographie à cohérence optique (OCT) est introduite afin de caractériser les sphéroïdes de tumeur. OCT est une technique d’imagerie biomédicale qui est capable d’acquérir des données 3D sans étiquette et non destructif de jusqu'à 1-2 mm de profondeur dans les tissus biologiques29,30,31,32,33 ,34. OCT emploie l’interférométrie faible cohérence pour détecter les signaux dos diffusée de différentes profondeurs de l’échantillon et fournit des images reconstruites résolue en profondeur au niveau du micron résolutions spatiales dans le sens latéral et vertical. OCT a été largement adoptée en ophtalmologie35,36,37 et angiographie38,39. Des études antérieures ont utilisé OCT pour observer la morphologie du in vitro sphéroïdes de tumeur dans la matrice de la membrane basale (p. ex., Matrigel) et évaluer leurs réponses à la thérapie photodynamique40,41. Récemment, notre groupe a créé une plate-forme d’imagerie OCT haut débit pour systématiquement surveiller et mesurer la cinétique de croissance des sphéroïdes tumeur 3D en plaques multipuits42. Une quantification volumétrique précise des sphéroïdes de tumeur 3D à l’aide d’un voxel approche et détection des tissus nécrosés exempte d’étiquette dans les sphéroïdes basée sur le contraste de l’atténuation optique intrinsèque de comptage ont été démontrées. Cet article décrit les détails de comment la plate-forme d’imagerie OCT a été construite et utilisée pour obtenir des images 3D à haute résolution des sphéroïdes de tumeur. Les analyses quantitatives détaillées de la cinétique de croissance des sphéroïdes tumeur 3D, y compris des mesures précises du diamètre de sphéroïde et de volumes, est décrite. En outre, la méthode de la détection non destructive des régions de tissus nécrosés aide OPO, basé sur le contraste de l’atténuation optique intrinsèque est présentée.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Custom Spectral Domain OCT imaging system</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Developed in our lab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superluminescent Diode (SLD)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SLD1325</td>
			<td>light source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2&#215;2 single mode fused fiber coupler, 50:50 splitting ratio</td>
			<td>AC Photonics</td>
			<td>WP13500202B201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reference Arm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens Tube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adapter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collimating Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC080-020-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Focusing Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kinematic Mirror Mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1D Translational Stage</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Continuous neutral density filter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pedestrial Post</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamping Fork</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sample Arm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens Tube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adapter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collimating Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC080-020-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Galvanometer</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Relay Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC254-100-C</td>
			<td>two Relay lens to make a telescope setup</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triangle Mirror Mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Objective</td>
			<td>Mitutoyo</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pedestrial Post</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamping Fork</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarization Controller</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30mm Cage Mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cage Rod</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D motorized translation stage</td>
			<td>Beijing Mao Feng Optoelectronics Technology Co., Ltd.</td>
			<td>JTH360XY</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2D Tilting Stage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotation Stage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate Holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3D printed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrometer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens Tube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adapter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collimating Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC080-020-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grating</td>
			<td>Wasatch</td>
			<td></td>
			<td>G = 1145 lpmm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F-theta Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>FTH-1064-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>InGaAs Line-scan Camera</td>
			<td>Sensor Unlimited</td>
			<td>SU1024-LDH2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Component</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCT 116 Cell line</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-247</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Flask</td>
			<td>SPL Life Sciences</td>
			<td>70025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>14388100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tips</td>
			<td>Sorenson Bioscience</td>
			<td>10340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gibco GlutaMax DMEM</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10569044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum, certified, US origin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>16000044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibiotic-Antimycotic (100X)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15240062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning 96-well Clear Round Bottom Ultra-Low Attachment Microplate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>7007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gibco PBS, pH 7.4</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10010023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gibco Trypsin-EDTA (0.5%)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15400054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forma Series II 3110 Water-Jacketed CO2 Incubators</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>3120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gloves</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89428-750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer pipets</td>
			<td>Globe Scientific</td>
			<td>138080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5702 R</td>
			<td>To centrifuge the 15 mL tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>NUAIRE</td>
			<td>AWEL CF 48-R</td>
			<td>To centrifuge the 96-well plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histology &#38; IHC</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital slide scanner</td>
			<td>Leica</td>
			<td>Aperio AT2</td>
			<td>Obtain high-resolution histological images</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histology Service</td>
			<td>Histowiz</td>
			<td></td>
			<td>Request service for histological and immunohistological staining of tumor spheroid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>List of Commerical OCTs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SD-OCT system</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>Telesto Series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SD-OCT system</td>
			<td>Wasatch Photonics</td>
			<td>WP OCT 1300 nm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software for Data Analyses</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basic Image Analysis</td>
			<td>NIH</td>
			<td>ImageJ</td>
			<td>Fiji also works.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Rendering</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Amira</td>
			<td>Commercial software. Option 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Rendering</td>
			<td>Bitplane</td>
			<td>Imaris</td>
			<td>Commercial software. Option 2. Used in the protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OCT acquisition software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom developed in C++.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stage Control</td>
			<td>Beijing Mao Feng Optoelectronics Technology Co., Ltd.</td>
			<td>MRC_3</td>
			<td>Incorporated into the custom OCT acquisition code</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OCT processing software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom developed in C++. Utilize GPU. Incorporated into the custom OCT acquisition code.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Morphological and Physiological Analysis</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom developed in MATLAB</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

longitudinal morphological and physiological monitoring of three-dimensional tumor spheroids using optical coherence tomography

Sphéroïdes de tumeur ont été développées comme un modèle de culture en trois dimensions (3D) cellule en découverte de médicaments contre le cancer et de recherche de cancer. Cependant, actuellement, haut-débit, modalités d’imagerie utilisant la détection de champ ou de la fluorescence lumineuse, sont incapables de résoudre la structure 3D dans l’ensemble de l’ellipsoïde de la tumeur en raison de la pénétration de la lumière limitée, diffusion des colorants fluorescents et profondeur-être. Récemment, notre laboratoire a démontré l’utilisation de la tomographie par cohérence optique (OCT), un sans étiquette et non destructifs en 3D imagerie modalité, pour effectuer la caractérisation longitudinale des sphéroïdes multicellulaires tumeur dans une plaque à 96 puits. OCT a été capable d’obtenir des informations morphologiques et physiologiques 3D des sphéroïdes de tumeur de plus en plus jusqu'à environ 600 µm de hauteur. Dans cet article, nous démontrons un système d’imagerie de OCT (HT-OCT) haut débit qui balaye la plaque multipuite ensemble et obtient automatiquement les données 3D de OCT des sphéroïdes de tumeur. Les auteurs décrivent les détails des HT-OCT système et construction établies dans le protocole. Partir des données 3D de OCT, on peut visualiser la structure globale de l’ellipsoïde avec 3D rendu et tranches orthogonaux, caractériser la courbe de croissance longitudinale de l’ellipsoïde de tumeur basée sur l’information morphologique de la taille et le volume et surveiller la croissance des les régions de cellules mortes dans la sphéroïde de tumeur basé sur contraste optique atténuation intrinsèque. Nous montrons que HT-OCT est utilisable comme une modalité d’imagerie haut débit pour médicament dépistage mais aussi caractériser biofabricated échantillons.

Haut débit Optical Coherence Tomography imagerie des sphéroïdes dans une plaque à 96 puits
La figure 3 présente la suite de l’analyse de HT-OCT d’une plaque 96 puits à sphéroïde tumeur HCT 116 le jour 3. L’analyse séquentielle d’une plaque entière commence à partir du puits de bas-droite (H12). Figure 3 b montre l’organigramme de l’implémentation du...

Watch this Scientific Journal Video about Longitudinal Morphological and Physiological Monitoring of Three-dimensional Tumor Spheroids Using Optical Coherence Tomography at JoVE.com

Longitudinal Morphological and Physiological Monitoring of Three-dimensional Tumor Spheroids Using Optical Coherence Tomography

Tomographie par cohérence optique (OCT), une technologie d’imagerie en trois dimensions, a été utilisé pour surveiller et caractériser la cinétique de croissance des sphéroïdes multicellulaires de tumeur. Une quantification volumétrique précise des sphéroïdes de tumeur à l’aide d’un voxel comptage approche et la détection de tissu mort exempte d’étiquette dans les sphéroïdes basé sur contraste intrinsèque d’atténuation optique, ont été démontrées.

Longitudinale morphologiques et physiologiques surveillance des sphéroïdes de tumeur en trois dimensions à l’aide de la tomographie à cohérence optique

Tumor spheroids have been developed as a three-dimensional (3D) cell culture model in cancer research and anti-cancer drug discovery. However, currently, ...

Les sphéroïdes tumoraux tridimensionnels peuvent imiter les propriétés spécifiques aux tissus des tumeurs in vivo, fournissant des données plus cliniquement pertinentes pour la découverte de médicaments anticancéreux que la simple culture cellulaire 2D. Notre technique d’imagerie, la tomographie par cohérence optique, permet de visualiser facilement la structure 3D d’un seul nerf tumoral, d’une taille de plusieurs centaines de microns, et de fournir une caractérisation plus précise de sa morphologie et de son infestation de travail, souvent en quelques secondes. En utilisant le modèle sphérique 3D, nous pouvons potentiellement raccourcir le calendrier de découverte de médicaments, réduire les coûts et apporter de nouveaux médicaments aux patients plus efficacement.Former la forme sphérique du cluster tumoral est une étape critique de notre expérience. Il est important de choisir la bonne plaque d’attachement ultra-basse avec le fond rond, et la vitesse de centrifugation appropriée après l’ensemencement cellulaire. Commencez cette expérience en cultivant des cellules intéressantes dans un flacon de culture tel que décrit dans le manuscrit.Maintenir les cellules dans un incubateur dans des conditions standard, et surveiller leur état de santé tous les jours. Rafraîchissez les médias au besoin. Pour effectuer la culture cellulaire 3D dans des plaques multi-puits, retirez d’abord le milieu du flacon de culture cellulaire et lavez les cellules avec du PBS stérilisé à 33 degrés Celsius préchauffé.Ajouter ensuite un millilitre de Trypsin-EDTA pour résusquer les cellules et incuber pendant trois minutes à 37 degrés Celsius. Ajouter trois millilitres de milieu de culture pour diluer la trypsine. Transférer cette suspension cellulaire dans un tube de centrifugeuse de 15 millilitres et une centrifugeuse à 500 G et à température ambiante pendant cinq minutes.Retirez ensuite le supernatant et resuspendez la pastille cellulaire avec quatre millilitres de milieu de culture préchauffé. Pour déterminer la concentration cellulaire, hypérifiez une goutte d’échantillon sur un hémocytomètre et comptez les cellules. Diluer à la concentration désirée d’ensemencement.Ensemencer 200 microlitres de suspension cellulaire dans chaque puits d’une plaque multi-puits à fond rond ultra-faible, à une concentration de 3000 cellules par millilitre, pour atteindre environ 600 cellules par puits. Immédiatement après l’ensemencement, centrifugez toute la plaque à la vitesse la plus basse disponible, à température ambiante, pendant sept minutes. Placez la plaque dans l’incubateur à 37 degrés Celsius et 5% de Co2, en vous assurant de rafraîchir le milieu tous les trois jours.Tout d’abord, construire le bras de référence et le bras d’échantillon du système OCT, en suivant les schémas de ce manuscrit. Ensuite, construisez le spectromètre, y compris un kilomètre, un classement, une lentille F-Theta et une caméra de balayage en ligne. Utilisez un adaptateur de plaque pour maintenir la plaque multi-puits dans une position fixe.Avant l’imagerie, corrigez l’inclinaison et la rotation de la plaque multi-puits à l’aide d’une étape d’inclinaison 2D, et d’une étape de rotation montée sur l’étape de transition afin de minimiser la variation du plan focal à partir de différents puits. Ajustez ensuite la rotation pour vous assurer que les bords de la plaque sont parallèles à la direction du mouvement de la scène, de sorte que les puits restent aux mêmes positions horizontales dans les images OCT. Ajustez ensuite le stade d’inclinaison pour vous assurer que la plaque est parallèle à la table optique, de sorte que les puits restent aux mêmes endroits verticaux pour l’imagerie.Le jour de l’imagerie des sphéroïdes tumoraux, retirez la plaque multi-puits de l’incubateur. Transférez-le sous le système d’imagerie OCT et placez-le sur l’adaptateur de plaque. Pour ajuster la hauteur de la plaque, déplacez-la le long de la direction Z de l’étape de traduction.Dans le logiciel d’imagerie personnalisé, définissez une plage de balayage oct souhaitée pour couvrir l’ensemble du sphéroïde tumoral, en fonction de ses stades de développement, et cliquez sur enregistrer les paramètres pour enregistrer le paramètre. Montrez ensuite les aperçus optimisés XZ et YZ OCT des sphéroïdes tumoraux. Acquérir des images OCT 3D de sphéroïdes tumoraux un par un pour tous les puits de la plaque contenant des sphéroïdes.Pour afficher l’image de prévisualisation, cliquez sur le bouton aperçu. Et pour acquérir l’image OCT, cliquez sur le bouton acquérir. Enregistrez le processus global de déplacement de l’étape de l’acquisition de données oct.Pour assurer la qualité d’image optimale pour tous les sphéroïdes tumoraux, l’adaptateur de plaque doit être réglé avec précision et le volume médian doit être le même. Utilisez un code c+processing personnalisé pour traiter des ensembles de données OCT 3D de sphéroïdes tumoraux pour générer des images structurelles oct. Utilisez des images OCT 2D dans trois plans transcoupés, XY, XZ et YZ à travers le centroïde du sphéroïde pour générer le collage d’images sphéroïdes.Pour obtenir le rendu 3D du sphéroïde à l’aide d’un logiciel désiré, chargez d’abord les données SD OCT dans le logiciel. Cliquez sur le panneau surpass, puis ajoutez un nouveau volume, et choisissez le mode de mélange à utiliser pour le rendu 3D. Pour ajuster l’angle de vision, utilisez le pointeur de la souris pour faire glisser l’image et procéder à la quantification décrite dans le manuscrit.Un collage d’images oct non fazed des sphéroïdes de ligne cellulaire HCT116 a été généré à partir des données traitées, avec des résultats comparables aux images d’autres systèmes d’imagerie à haut débit 2D. En outre, le collage des images sphéroïdes transversales 2D de 96 puits a été généré pour surveiller des hauteurs sphéroïdes, et visualiser l’inhomogeneity sphéroïde dans la direction verticale. Un collage d’images sphéroïdes rendues 3D peut être généré à partir de n’importe quel angle prédéfinisé pour visualiser la forme 3D globale et évaluer la rondeur du sphéroïde.Après le post-traitement général d’OCT, des images structurales 3D d’OCT d’un sphéroïde de tumeur ont été obtenues. À partir des données oct, un poteau de surface 3D et des tranches orthogonales XZ, YZ et XY ont été générés pour visualiser la structure du sphéroïde de tumeur dans n’importe quelle direction. La surveillance longitudinale d’un sphéroïde simple de tumeur a été exécutée pour caractériser son diamètre, taille, et volume voxel-basé, générant les courbes de croissance dans la taille et le volume pendant le développement de 21 jours.Ici, le sphéroïde a été perturbé le jour 11, et s’est complètement effondré le jour 21. Le suivi longitudinal a montré l’augmentation des secteurs de cellules mortes dans le sphéroïde de tumeur. Les images 3D-rendues du sphéroïde de tumeur ont montré l’aspect et la croissance des régions de cellules mortes du jour sept au jour 14, comme montré par l’augmentation des secteurs nécrotiques mis en évidence rouges.Comme le pourcentage des secteurs nécrotiques a augmenté, le sphéroïde de tumeur ne pouvait pas maintenir sa forme parfaite, et s’est donc effondré. Avec cette plate-forme d’imagerie, nous pouvons explorer d’autres modèles complexes de sphère de tumeur, tels que le modèle d’imagerie 3D, le modèle vaste de créature et les modèles de co-culture pour mieux simuler des tumeurs in vivo. Notre système d’imagerie OCT à haut débit peut fournir une approche alterative pour le dépistage des médicaments dans la découverte de médicaments contre le cancer.C’est quelque chose qui caractérise également les échantillons biofabriqués 3D pour diverses applications biomédicales.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Generation of High-Throughput Three-Dimensional Tumor Spheroids for Drug Screening

Génération des sphéroïdes High-Throughput tumeur en trois dimensions pour le dépistage des drogues

Cancer cells have routinely been cultured in two dimensions (2D) on a plastic surface. This technique, however, lacks the true environment a tumor mass is ...

Recherche

Recherche en cancérologie

A Three-dimensional Thymic Culture System to Generate Murine Induced Pluripotent Stem Cell-derived Tumor Antigen-specific Thymic Emigrants

Un système de culture thymique tridimensionnel pour générer murine induite Pluripotent Stem Cell-dérivé Des émigrants thymiques spécifiques à l'antigène

The inheritance of pre-rearranged T cell receptors (TCRs) and their epigenetic rejuvenation make induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived T cells a ...

Three-Dimensional Bone Extracellular Matrix Model for Osteosarcoma

Modèle de matrice extracellulaire OS en trois dimensions pour l’ostéosarcome

Osteosarcoma (OS) is the most common and a highly aggressive primary bone tumor. It is characterized with anatomic and histologic variations along with ...

Fully Human Tumor-based Matrix in Three-dimensional Spheroid Invasion Assay

Matrice entièrement humaine basée sur la tumeur dans l’essai d’invasion de sphéroïdes en trois dimensions

Two-dimensional cell culture-based assays are commonly used in in vitro cancer research. However, they lack several basic elements that form the tumor ...

Establishment and Characterization of Small Bowel Neuroendocrine Tumor Spheroids

Établissement et caractérisation des sphéroïdes neuroendocrines de la petite intestin

Small bowel neuroendocrine tumors (SBNETs) are rare cancers originating from enterochromaffin cells of the gut. Research in this field has been limited ...

A Three-dimensional Model of Spheroids to Study Colon Cancer Stem Cells

Un modèle tridimensionnel des sphéroïdes pour étudier les cellules souches du cancer du côlon

Colorectal cancers are characterized by heterogeneity and a hierarchical organization comprising a population of cancer stem cells (CSCs) responsible for ...

Three-Dimensional In Vitro Biomimetic Model of Neuroblastoma Using Collagen-Based Scaffolds

Three-Dimensional In Vitro Biomimetic Model of Neuroblastoma Using Collagen-Based Scaffolds

Modèle biomimétique in vitro tridimensionnel de neuroblastome à l’aide d’échafaudages à base de collagène

Neuroblastoma is the most common extracranial solid tumor in children, accounting for 15% of overall pediatric cancer deaths. The native tumor tissue is a ...

A Three-Dimensional Spheroid Model to Investigate the Tumor-Stromal Interaction in Hepatocellular Carcinoma

Un modèle sphéroïde tridimensionnel pour étudier l’interaction tumeur-stromale dans le carcinome hépatocellulaire

The aggressiveness and lack of well-tolerated and widely effective treatments for advanced hepatocellular carcinoma (HCC), the predominant form of liver ...

Maintaining Human Glioblastoma Cellular Diversity Ex vivo using Three-Dimensional Organoid Culture

Maintaining Human Glioblastoma Cellular Diversity Ex vivo using Three-Dimensional Organoid Culture

Maintien ex vivo de la diversité cellulaire du glioblastome humain à l’aide d’une culture organoïde tridimensionnelle

Glioblastoma (GBM) is the most commonly occurring primary malignant brain cancer with an extremely poor prognosis. Intra-tumoral cellular and molecular ...

Combining Reflectance Confocal Microscopy with Optical Coherence Tomography for Noninvasive Diagnosis of Skin Cancers via Image Acquisition

Combinaison de la microscopie confocale à réflectance avec la tomographie par cohérence optique pour le diagnostic non invasif des cancers de la peau par acquisition d’images

Skin cancer is one of the most common cancers worldwide. Diagnosis relies on visual inspection and dermoscopy followed by biopsy for histopathological ...