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

Questo lavoro è stato supportato da NSF concede IDBR (DBI-1455613), PFI:AIR-TT (IIP-1640707), fondo di avvio di NIH sovvenzioni, R21EY026380, R15EB019704 e R01EB025209 e Lehigh University.

1. preparazione delle celle
<ol><li>Ottenere linee cellulari da un fornitore qualificato. Nota: Verificare che le cellule da linee cellulari di interesse possono formare sferoide in terreni di coltura o con l'aiuto di un substrato (matrice della membrana basale come Matrigel). Esaminare la letteratura9 o esegue un round di un pre-esperimento per un controllo.</li>
	<li>Scongelare le cellule congelate seguendo la procedura specifica fornita dal fornitore linea cellulare. Una procedura generale...

Attività del tumore è molto importante per la sua struttura morfologica. Simile alla curva di crescita caratteristici per colture cellulari 2D di monitoraggio, rilevamento la curva di crescita per sferoidi 3D del tumore è anche un approccio convenzionale per caratterizzare il comportamento di crescita a lungo termine della sferoide per differenti linee cellulari. In particolare, noi possiamo caratterizzare la risposta di droga analizzando la degradazione del tumore o ricrescita del tumore riflettuto direttamente la cu...

Il cancro è la seconda causa di morte nel mondo1. Lo sviluppo di farmaci targeting per cancro è di cruciale importanza per i pazienti. Tuttavia, si stima che oltre il 90% di nuovi farmaci anti-cancro non riuscire in fase di sviluppo a causa di una mancanza di efficacia e tossicità inattesa in studi clinici2. Parte della ragione può essere attribuita all'uso di modelli della coltura semplice cellulare bidimensionale (2D) per lo screening di composto, che forniscono risultati limitati valori predittivi di composto efficacia e tossicità per le seguenti fasi di drug discovery2 , 3 , 4. recentemente, tridimensionale (3D) tumore sferoide modelli sono stati sviluppati per fornire i dati fisiologici e farmacologici clinicamente rilevanti per farmaco anti-cancro discovery3,4,5 ,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24,25. Poiché questi sferoidi possono imitare il tessuto-specifica proprietà di tumori in vivo, quali nutrienti e l'ossigeno gradiente, hypoxic nucleo così come farmaco resistenza19, l'uso di questi modelli potenzialmente possibile abbreviare droga scoperta sequenze temporali, ridurre i costi di investimento e portare nuovi farmaci ai pazienti in modo più efficace. Un approccio critico alla valutazione dell'efficacia di composto in fase di sviluppo di tumore 3D sferoide è monitorare la crescita della sferoide e ricorrenza sotto trattamenti9,26. Per effettuare questa operazione, caratterizzazioni quantitative della morfologia del tumore, che coinvolge il suo diametro e volume, con modalità di imaging ad alta risoluzione, sono di importanza fondamentale.
Modalità di imaging convenzionale, come campo chiaro, contrasto fase7,9,22,24e fluorescenza microscopia8,9,16, 18,22 può fornire una misura del diametro di sferoide ma non riesce a risolvere la struttura complessiva della sferoide nello spazio 3D. Molti fattori contribuiscono a queste limitazioni, tra cui la penetrazione della luce sondaggio in sferoide; diffusione delle tinture fluorescenti in sferoide; che emettono segnali fluorescenti da tinture fluorescenti eccitati all'interno o sulla superficie opposta di sferoide a causa di forte assorbimento e scattering; e profondità-possibilità di risoluzione di queste modalità di formazione immagine. Questo spesso porta a una misura di volume imprecise. Sviluppo del nucleo necrotico in sferoidi imita necrosi in vivo i tumori6,10,15,19,25. Questa caratteristica patologica è improbabile riprodotto in 2D cell culture19,25,27,28. Con una dimensione di sferoide superiore a 500 µm di diametro, una struttura a tre strati concentrica, tra cui uno strato esterno delle cellule di proliferazione, uno strato intermedio di cellule quiescenti e un core necrotico, può essere osservato in sferoide6,10 ,15,19,25, per mancanza di ossigeno e sostanze nutritive. Formazione immagine di fluorescenza cellulare vivi e morti è l'approccio standard per etichettare il contorno del nucleo necrotico. Tuttavia, ancora una volta, penetrazioni di questi coloranti fluorescenti e la luce visibile e ostacolare il potenziale per sondare il nucleo necrotico per monitorare il suo sviluppo nella sua forma attuale.
Un'alternativa 3D modalità di imaging, tomografia a coerenza ottica (OCT) è stato introdotto per caratterizzare le sferoidi di tumore. L'OCT è una tecnica di imaging biomedicina che è in grado di acquisire dati 3D privo di etichetta, non distruttive da fino a 1-2 mm profondità nei tessuti biologici29,30,31,32,33 ,34. L'OCT impiega interferometria di basso-coerenza per rilevare i segnali sparsi indietro da diverse profondità del campione e fornisce immagini ricostruite risolta in profondità a livello di micron risoluzioni spaziali in direzione laterale e verticale. OCT è stato ampiamente adottato in Oftalmologia35,36,37 e angiografia38,39. Gli studi precedenti hanno usato OCT di osservare la morfologia in vitro di sferoidi di tumore nella matrice della membrana basale (ad es., Matrigel) e valutare le loro risposte alla terapia fotodinamica40,41. Recentemente, il nostro gruppo istituito una piattaforma di imaging OCT ad alta produttività per monitorare e quantificare la cinetica di crescita di sferoidi 3D del tumore in piastre multi-pozzetto42sistematicamente. Precisa quantificazione volumetrica di sferoidi tumore 3D utilizzando un voxel contando approccio e rilevamento di tessuto necrotico privo di etichetta in sferoidi basato sul contrasto intrinseco attenuazione ottica sono stati dimostrati. Questo articolo descrive i dettagli di come la piattaforma di imaging OCT è stata costruita e impiegata per ottenere immagini ad alta risoluzione 3D di sferoidi del tumore. Le dettagliate analisi quantitativa della cinetica di crescita di sferoidi 3D del tumore, tra cui misure accurate di diametro sferoide e volumi, è descritto. Inoltre, il metodo di rilevazione non distruttiva delle regioni di tessuto necrotico mediante OCT, basata sul contrasto intrinseco attenuazione ottica è presentato.

<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

Sferoidi di tumore sono stati sviluppati come un modello di cultura tridimensionale (3D) delle cellule nella scoperta della droga del cancro ricerca e anti-cancro. Tuttavia, attualmente, modalità di formazione immagine ad alta velocità che utilizza il rilevamento di campo o fluorescenza brillante, si riesce a risolvere la struttura nel complesso 3D della sferoide di tumore a causa della limitata penetrazione della luce, diffusione di coloranti fluorescenti e profondità-possibilità di risoluzione. Recentemente, il nostro laboratorio ha dimostrato l'uso della tomografia a coerenza ottica (OCT), un'etichetta-free e non-distruttivo modalità, per eseguire la caratterizzazione longitudinale di sferoidi multicellulari del tumore in una piastra a 96 pozzetti di imaging 3D. OCT è stato in grado di ottenere informazioni morfologiche e fisiologiche 3D di sferoidi tumore cresce fino a circa 600 µm in altezza. In questo articolo, dimostriamo un sistema di imaging OCT (HT-OCT) ad alta velocità che analizza il piatto intero multi-pozzetto e ottiene automaticamente dati 3D OCT di sferoidi del tumore. Descriviamo i dettagli degli orientamenti HT-OCT sistema e costruzione nel protocollo. Dai dati OCT 3D, si può visualizzare la struttura complessiva della sferoide con 3D rendering e sezioni ortogonali, caratterizzano la curva di crescita longitudinale della sferoide di tumore sulla base delle informazioni morfologiche di dimensione e volume e monitorare la crescita delle le regioni di morti-cellula nella sferoide di tumore basato sul contrasto di attenuazione ottica intrinseca. Mostriamo che HT-OCT utilizzabile come una modalità di imaging ad alta produttività per la droga di screening come pure che caratterizzano i campioni biofabricated.

Formazione immagine di tomografia ottica di coerenza di elevato Throughput di sferoidi in una piastra a 96 pozzetti
Figura 3 presenta il risultato della scansione di una piastra a 96 pozzetti con sferoidi tumore HCT 116 il giorno 3 di HT-OCT. La scansione sequenza di tutta la piastra inizia dal pozzo inferiore destro (H12). Figura 3B Mostra il diagramma di flusso di implem...

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

Tomografia a coerenza ottica (OCT), una tecnologia di imaging tridimensionale, è stata utilizzata per monitorare e caratterizzare la cinetica di crescita di sferoidi multicellulari del tumore. Precisa quantificazione volumetrica di sferoidi tumore usando un voxel contando approccio e rilevamento di tessuto morto privo di etichetta in sferoidi basato sul contrasto intrinseco attenuazione ottica, sono stati dimostrati.

Longitudinale morfologiche e fisiologiche monitoraggio di sferoidi tridimensionale del tumore usando la tomografia a coerenza ottica

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

Gli sferoidi tumorali tridimensionali possono imitare le proprietà specifiche dei tumori in vivo, fornendo dati più rilevanti dal punto di vista clinico per la scoperta di farmaci anti-cancro rispetto alla semplice coltura cellulare 2D. La nostra tecnica di imaging, la tomografia a coerenza ottica, può facilmente visualizzare la struttura 3D di un singolo nervo tumorale, con una dimensione di diverse centinaia di micron, e fornire una caratterizzazione più accurata della sua morfologia e infestazione lavorativa, spesso in pochi secondi. Utilizzando il modello sferico 3D possiamo potenzialmente abbreviare la tempistica di scoperta dei farmaci, ridurre i costi e portare nuovi farmaci ai pazienti in modo più efficace.Formare la forma sferica dell'ammasso tumorale è un passo fondamentale nel nostro esperimento. È importante scegliere la piastra di attacco ultra-bassa giusta con il fondo rotondo e la corretta velocità di centrifugazione dopo la semina cellulare. Inizia questo esperimento coltivando cellule interessanti in un pallone di coltura come descritto nel manoscritto.Mantenere le cellule in un'incubatrice in condizioni standard e monitorare il loro stato di salute ogni giorno. Aggiornare i contenuti multimediali in base alle esigenze. Per eseguire la coltura cellulare 3D in piastre multi-pozzo, rimuovere prima il mezzo dal pallone di coltura cellulare e lavare le cellule con PBS sterilizzato a 33 gradi Celsius prerifabbrito.Quindi aggiungere un millilitro di Tripside-EDTA per rimorsi le cellule e incubare per tre minuti a 37 gradi Celsius. Aggiungere tre millilitri di mezzo di coltura per diluire la tripina. Trasferire questa sospensione cellulare in un tubo di centrifuga da 15 millilitri e centrifugare a 500 G e temperatura ambiente per cinque minuti.Quindi rimuovere il supernatante e rimescolare il pellet cellulare con quattro millilitri di mezzo di coltura pre-riscaldato. Per determinare la concentrazione cellulare, hypat una goccia di campione su un emocitometro e contare le cellule. Diluire la concentrazione di semina desiderata.Seme 200 microlitri di sospensione cellulare in ogni pozzo di un attacco ultra-basso, piastra multi-pozzo a fondo rotondo, ad una concentrazione di 3.000 cellule per millilitro, per raggiungere circa 600 cellule per pozzo. Subito dopo la semina, centrifugare l'intera piastra alla velocità più bassa disponibile, a temperatura ambiente, per sette minuti. Posizionare la piastra nell'incubatore a 37 gradi Celsius e 5%Co2, assicurandosi di aggiornare il mezzo ogni tre giorni.In primo luogo, costruire il braccio di riferimento e il braccio campione del sistema oct, seguendo gli schemi di questo manoscritto. Quindi, costruisci lo spettrometro, incluso un chilometro, una scarpata, un obiettivo F-Theta e una telecamera di scansione di linea. Utilizzare un adattatore piastra per mantenere la piastra multi-pozzo in posizione fissa.Prima dell'imaging, correggere l'inclinazione e la rotazione della piastra multi-pozzo utilizzando uno stadio di inclinazione 2D e uno stadio di rotazione montato sullo stadio di transizione per ridurre al minimo la variazione del piano focale da diversi pozzi. Quindi regolare la rotazione per assicurarsi che i bordi della piastra siano paralleli alla direzione del movimento del palco, in modo che i pozzi rimangano nelle stesse posizioni orizzontali nelle immagini dello Strumento di personalizzazione di Office. Quindi regolare lo stadio di inclinazione per assicurarsi che la piastra sia parallela al tavolo ottico, in modo che i pozzi rimangano nelle stesse posizioni verticali per l'imaging.Il giorno dell'imaging degli sferoidi tumorali, rimuovere la piastra multi-pozzo dall'incubatrice. Trasferirlo sotto il sistema di imaging oct e posizionarlo sull'adattatore della piastra. Per regolare l'altezza della piastra, spostarla lungo la direzione Z della fase di traslazione.Nel software di imaging personalizzato, impostare un intervallo di scansione OCT desiderato per coprire l'intero sferoide tumorale, a seconda delle sue fasi di sviluppo, e fare clic su Salva parametri per salvare l'impostazione. Quindi mostra le anteprime ottimizzate XZ e YZ OCT degli sferoidi tumorali. Acquisire immagini 3D OCT di sferoidi tumorali uno per uno per tutti i pozzi della piastra contenente sferoidi.Per visualizzare l'immagine di anteprima, fare clic sul pulsante di anteprima. E per acquisire l'immagine dello Strumento di personalizzazione di Office, fare clic sul pulsante acquisisci. Registrare il processo di spostamento della fase complessiva dell'acquisizione dei dati dello Strumento di personalizzazione di Office.Per garantire la qualità ottimale dell'immagine per tutti gli sferoidi tumorali, l'adattatore a piastre deve essere sintonizzato con precisione e il volume mediano deve essere lo stesso. Utilizzare un codice di elaborazione C+ personalizzato per elaborare set di dati 3D OCT di sferoidi tumorali per generare immagini strutturali dello Strumento di personalizzazione di Office. Usa immagini oct 2D in tre piani di sezione trasversale, XY, XZ e YZ attraverso il baricentro dello sferoide per generare il collage di immagini sferoidi.Per ottenere il rendering 3D dello sferoide utilizzando un software desiderato, caricare prima i dati dello Strumento di personalizzazione di Office SD nel software. Fate clic sul pannello di superamento, quindi aggiungete nuovo volume e scegliete la modalità di fusione da utilizzare per il rendering 3D. Per regolare l'angolo di visualizzazione, usate il puntatore del mouse per trascinare l'immagine e procedere con la quantificazione come descritto nel manoscritto.Dai dati elaborati è stato generato un collage di immagini oct non stampate di sferoidi a linea cellulare HCT116, con risultati paragonabili alle immagini di altri sistemi di imaging ad alta produttività 2D. Inoltre, è stato generato il collage di immagini sferoidi trasversali 2D da 96 pozzi per monitorare le altezze degli sferoidi e visualizzare l'inomogeneità degli sferoidi nella direzione verticale. Un collage di immagini sferoide renderizzate in 3D può essere generato da qualsiasi angolazione definita per visualizzare la forma 3D complessiva e valutare la rotondità dello sferoide.Dopo la post-elaborazione generale degli OCT, sono state ottenute immagini strutturali 3D OCT di uno sferoide tumorale. Dai dati degli OCT, sono stati generati un palo di superficie 3D e fette ortogonali XZ, YZ e XY per visualizzare la struttura dello sferoide tumorale in qualsiasi direzione. Il monitoraggio longitudinale di un singolo sferoide tumorale è stato eseguito per caratterizzarne il diametro, l'altezza e il volume a base di voxel, generando le curve di crescita in dimensioni e volume durante lo sviluppo di 21 giorni.Qui, lo sferoide è stato interrotto il giorno 11 e completamente crollato il giorno 21. Il tracciamento longitudinale ha mostrato l'aumento delle aree cellulari morte nello sferoide tumorale. Le immagini rese in 3D dello sferoide tumorale hanno mostrato l'aspetto e la crescita delle regioni delle cellule morte dal settimo al giorno 14, come dimostrato dall'aumento delle aree necrotiche evidenziate in rosso.Con l'aumentare della percentuale delle aree necrotiche, lo sferoide tumorale non riusciva a mantenere la sua forma perfetta, e quindi collassò. Con questa piattaforma di imaging possiamo esplorare ulteriormente altri complessi modelli di sfera tumorale, come il modello di imaging 3D, il modello di creatura vasta e i modelli di co-coltura per simulare meglio i tumori in vivo. Il nostro sistema di imaging OCT ad alta produttività può fornire un approccio alterativo per lo screening dei farmaci nella scoperta di farmaci contro il cancro.Questo è qualcosa di anche caratterizzato, campioni biofabbricati 3D per varie applicazioni biomediche.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

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

Generazione di sferoidi tumore tridimensionale High-Throughput per lo Screening di stupefacenti

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 ...

Ricerca

Ricerca sul cancro

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

Un sistema di coltura timica tridimensionale per generare emigrati timici derivati da murine

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

Modello di matrice extracellulare tridimensionale dell'osso per Osteosarcoma

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 a base di tumore umano in un saggio di invasione sferoide tridimensionale

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

Istituzione e caratterizzazione degli spheroeroidi del tumore intestinale piccolo intestinale

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 modello tridimensionale di sferoidi per studiare le cellule staminali del cancro del colon

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

Modello biomimetico tridimensionale in vitro di neuroblastoma utilizzando scaffold a base di collagene

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 modello sferoide tridimensionale per studiare l'interazione tumore-stromale nel carcinoma epatocellulare

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

Mantenimento della diversità cellulare del glioblastoma umano ex vivo utilizzando la coltura di organoidi tridimensionali

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

Combinazione di microscopia confocale a riflettanza con tomografia a coerenza ottica per la diagnosi non invasiva dei tumori della pelle tramite acquisizione di immagini

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