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

Este trabalho foi apoiado pela NSF concede IDBR (DBI-1455613), PFI:AIR-TT (PII-1640707), fundo de inicialização do NIH grants Lehigh University, R15EB019704 e R01EB025209 e R21EY026380.

1. preparação das células
<ol><li>Obter linhas de células de um fornecedor qualificado. Nota: Verifique se as células a partir das linhas de células de interesse podem formar esferoide nos meios de cultura ou com a ajuda de um substrato (matriz de membrana basal como Matrigel). Olhar para a literatura9 ou realizar uma rodada de um pre-experimento de para uma verificação.</li>
	<li>Descongele as células congeladas, seguindo o procedimento específico fornecido pelo fornecedor linha ce...

Atividade de tumor é altamente relevante para sua estrutura morfológica. Semelhante à curva de crescimento característica de culturas celulares 2D de monitoramento, acompanhamento da curva de crescimento de esferoides tumor 3D é também uma abordagem convencional para caracterizar o comportamento de crescimento a longo prazo do esferoide para linhas celulares diferentes. Notavelmente, nós pode caracterizar a resposta de drogas através da análise de degradação de tumor ou tumor regrowth reflectida diretamente na...

Câncer é a segunda principal causa de morte no mundo1. Desenvolvimento de medicamentos, alvejando câncer é de importância crucial para os pacientes. No entanto, estima-se que mais de 90% das novas drogas anti-câncer falhar na fase de desenvolvimento devido à falta de eficácia e toxicidade inesperada em ensaios clínicos2. Parte do motivo pode ser atribuída ao uso de modelos de cultura simples bidimensional (2D) célula para triagem composta, que fornecem resultados com valores preditivos limitados de compostos eficácia e toxicidade para as fases seguintes da droga descoberta2 , 3 , 4. recentemente, foram desenvolvidos modelos de esferoide tridimensional (3D) tumor para fornecer dados fisiológicos e farmacológicos clinicamente relevantes para drogas anti-câncer descoberta3,4,5 ,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24,25. Desde que esses esferoides podem imitar propriedades específicas do tecido de tumores no vivo, como nutrientes e oxigênio núcleo gradiente, hipóxico, bem como drogas resistência19, o uso desses modelos pode potencialmente encurtar cronogramas de descoberta de drogas, reduzir os custos de investimento e trazer novos medicamentos para pacientes mais efetivamente. Uma abordagem crítica para avaliar composta eficácia no desenvolvimento de tumor 3D esferoide é monitorar o crescimento de esferoide e recorrência sob tratamentos9,26. Para fazer isso, caracterizações quantitativas da morfologia do tumor, envolvendo o seu diâmetro e volume, com modalidades de imagem de alta resolução, são imperativas.
Modalidades de imagem convencionais, como campo claro, contraste fase7,9,22,de24e fluorescência microscopia8,9,16, 18,22 pode fornecer uma medida do diâmetro do spheroid, mas não é possível resolver a estrutura geral do spheroid em espaço 3D. Muitos fatores contribuem para essas limitações, incluindo penetração da luz sondagem no spheroid; difusão dos corantes fluorescentes para o spheroid; emitindo sinais fluorescentes de corantes fluorescentes animados no interior ou na superfície oposta do spheroid devido à forte absorção e espalhamento; e profundidade-resolução destas modalidades de imagem. Isto conduz frequentemente a uma medida de volume imprecisas. Desenvolvimento do núcleo necrótico em esferoides imita necrose na vivo tumores6,10,15,19,25. Esta característica patológica é improvável reproduzida na célula 2D culturas19,25,,27,28. Com um tamanho de esferoide superior a 500 µm de diâmetro, uma estrutura de três camadas concêntrica, incluindo uma camada exterior de pilhas proliferating, uma camada intermediária de células quiescentes e um núcleo necrótico, pode ser observado no esferoide6,10 ,15,19,25, devido à falta de oxigênio e nutrientes. Imagem latente da fluorescência de pilha de vivo e morto é a abordagem padrão para rotular o limite do núcleo necrótico. No entanto, outra vez, Penetrações tanto destes corantes fluorescentes e luz visível impedem o potencial para sondar sobre o núcleo necrótico para monitorar seu desenvolvimento em sua forma real.
Uma modalidade de imagem de 3D alternativa, tomografia de coerência óptica (OCT) é introduzida para caracterizar os esferoides de tumor. OCT é uma técnica de imagem biomédica que é capaz de adquirir dados 3D etiqueta-livre, não-destrutiva de até 1-2 mm de profundidade em tecidos biológicos29,30,31,32,33 ,34. OCT emprega interferometria de baixa coerência para detectar sinais espalhados por trás de diferentes profundidades da amostra e fornece imagens reconstruídas profundidade-resolvido em nível de mícron resoluções espaciais nas direções laterais e verticais. OCT foi adotado extensamente em oftalmologia35,36,37 e angiografia38,39. Estudos anteriores têm usado a OCT para observar a morfologia do in vitro esferoides de tumor na matriz da membrana basal (por exemplo, Matrigel) e avaliar suas respostas a terapia fotodinâmica40,41. Recentemente, nosso grupo estabeleceu uma plataforma de imagem da OCT do elevado-throughput para sistematicamente monitorar e quantificar a cinética de crescimento de esferoides tumor 3D em placas multi bem42. Precisa quantificação volumétrica de esferoides tumor 3D usando um voxel contando a abordagem e deteção de tecido necrótico rótulo livre nos esferoides baseado no contraste intrínseco atenuação óptica foram demonstradas. Este artigo descreve os detalhes de como a plataforma de imagem OCT foi construída e utilizada para obter imagens 3D de alta resolução de esferoides de tumor. Os passo a passo análises quantitativas da cinética de crescimento de esferoides tumor 3D, incluindo medições precisas de diâmetro esferoide e volumes, é descrita. Além disso, o método da detecção não-destrutiva de regiões do tecido necrosado usando a OCT, baseado no contraste a atenuação óptica intrínseca é apresentado.

<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

Esferoides de tumor foram desenvolvidas como um modelo de cultura tridimensional (3D) célula na descoberta de medicamentos de investigação e anti-câncer de câncer. No entanto, atualmente, elevado-throughput modalidades de imagem utilizando a deteção de campo ou fluorescência brilhante, são incapazes de resolver a estrutura geral 3D do spheroid tumor devido à limitada penetração de luz, difusão de corantes fluorescentes e profundidade-resolução. Recentemente, nosso laboratório demonstrou o uso de tomografia de coerência óptica (OCT), um rótulo livre e não-destrutiva de imagem 3D modalidade, para realizar a caracterização longitudinal de esferoides multicelulares tumor em uma placa de 96 poços. OCT foi capaz de obter informações morfológicas e fisiológicas 3D de esferoides de tumor que cresce até cerca de 600 µm de altura. Neste artigo, vamos demonstrar um sistema de imageamento de OCT (HT-OCT) de alto rendimento que verifica a placa toda multi bem e obtém os dados 3D OCT de esferoides tumor automaticamente. Descrevemos os detalhes das orientações de construção e sistema de HT-OCT no protocolo. A partir dos dados de OCT 3D, se pode visualizar a estrutura geral do spheroid com 3D renderizados e fatias ortogonais, caracterizar a curva de crescimento longitudinal do spheroid tumor baseado na informação morfológica de tamanho e volume e monitorar o crescimento de as regiões de mortos-célula no spheroid tumor baseado no contraste óptico atenuação intrínseca. Mostramos que, HT-OCT pode ser usado como uma modalidade de imagem de alto rendimento para droga triagem, bem como a caracterização de amostras de biofabricated.

Imagem de tomografia computadorizada coerência óptica alto Throughput de esferoides em uma placa de 96 poços
A Figura 3 exibe o resultado de HT-OCT digitalização de uma placa de 96 poços com 116 HCT esferoides de tumor no dia 3. A varredura sequencial da placa inteira começa a partir do poço do canto inferior direito (H12). Figura 3B mostra o fluxograma da implemen...

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

Tomografia de coerência óptica (OCT), uma tecnologia de imagem tridimensional, foi usada para monitorar e caracterizar a cinética de crescimento de esferoides tumor multicelulares. Precisa quantificação volumétrica de esferoides tumor usando um voxel contando a abordagem e deteção de tecido livre de rótulo morto nos esferoides baseado no contraste intrínseco atenuação óptica, foram demonstradas.

Longitudinal de morfológicas e fisiológicas, monitoramento de esferoides Tumor tridimensional usando a tomografia de coerência óptica

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

Esferoides de tumor tridimensionais podem imitar propriedades específicas de tecidos de tumores in vivo, fornecendo dados mais clinicamente relevantes para a descoberta de medicamentos anticâncológicos do que a simples cultura celular 2D. Nossa técnica de imagem, tomografia de coerência óptica, pode facilmente visualizar a estrutura 3D de um único nervo tumoroso, com um tamanho de várias centenas de mícrons, e fornecer uma caracterização mais precisa de sua morfologia e infestação de trabalho, muitas vezes em poucos segundos. Usando o modelo esférico 3D, podemos potencialmente encurtar o cronograma de descoberta de medicamentos, reduzir o custo e trazer novos medicamentos aos pacientes de forma mais eficaz.Formar a forma esférica do aglomerado tumoral é um passo crítico em nosso experimento. É importante escolher a placa de fixação ultra-baixa direita com o fundo redondo, e a velocidade de centrifugação adequada após a semeadura celular. Inicie este experimento cultivando células interessantes em um frasco de cultura como descrito no manuscrito.Mantenha as células em uma incubadora em condições padrão e monitore seu estado de saúde todos os dias. Atualize a mídia conforme necessário. Para executar a cultura celular 3D em placas multi-poço, primeiro remova o meio do frasco de cultura celular, e lave as células com PBS pré-aquecido de 33 graus Celsius.Em seguida, adicione um mililitro de Trypsin-EDTA para resuspencar as células e incubar por três minutos a 37 graus Celsius. Adicione três mililitros de cultura para diluir o Trypsin. Transfira esta suspensão celular para um tubo de centrífuga de 15 mililitros e centrífuga a 500G e temperatura ambiente por cinco minutos.Em seguida, remova o supernaspe e resuspenque a pelota celular com quatro mililitros de meio de cultura pré-aquecido. Para determinar a concentração celular, hypat uma gota de amostra em um hemócito, e contar as células. Diluir à concentração de semeadura desejada.Semente 200 microliters de suspensão celular em cada poço de um acessório ultra-baixo, placa multi-bem de fundo redondo, a uma concentração de 3.000 células por mililitro, para alcançar cerca de 600 células por poço. Imediatamente após a semeadura, centrifufique toda a placa na menor velocidade disponível, em temperatura ambiente, por sete minutos. Coloque a placa na incubadora a 37 graus Celsius e 5%CO2, certificando-se de refrescar o meio a cada três dias.Primeiro, construa o braço de referência e o braço amostral do sistema OCT, seguindo os esquemas deste manuscrito. Em seguida, construa o espectrômetro, incluindo um quilômetro, uma classificação, uma lente F-Theta e uma câmera de varredura de linha. Use um adaptador de placa para segurar a placa multi-bem em uma posição fixa.Antes da imagem, corrija a inclinação e a rotação da placa multi-poço usando um estágio de inclinação 2D, e um estágio de rotação montado no estágio de transição para minimizar a variação do plano focal de diferentes poços. Em seguida, ajuste a rotação para garantir que as bordas da placa estejam paralelas à direção do movimento do palco, de modo que os poços permaneçam nas mesmas posições horizontais nas imagens DE OUTUBRO. Em seguida, ajuste o estágio de inclinação para garantir que a placa esteja paralela à tabela óptica, de modo que os poços permaneçam nos mesmos locais verticais para a imagem.No dia da imagem dos esferoides tumorais, remova a placa multi-bem da incubadora. Transfira-o sob o sistema de imagem OCT e coloque-o no adaptador de placa. Para ajustar a altura da placa, mova-a ao longo da direção Z do estágio de tradução.No software de imagem personalizado, defina uma faixa de varredura oct desejada para cobrir todo o esferide do tumor, dependendo de seus estágios de desenvolvimento, e clique em salvar parâmetros para salvar a configuração. Em seguida, mostre as visualizações otimizadas de XZ e YZ OCT de esferoides tumorais. Adquira imagens 3D OCT de esferoides tumorais um a um para todos os poços da placa contendo esferoides.Para ver a imagem de visualização, clique no botão de visualização. E para adquirir a imagem OCT, clique no botão adquirir. Registo o processo global de movimentação de etapas da aquisição de dados oct.Para garantir a qualidade ideal da imagem para todos os esferoides tumorais, o adaptador de placa precisa ser ajustado com precisão e o volume médio precisa ser o mesmo. Use um código de processamento C+personalizado para processar conjuntos de dados 3D OCT de esferoides tumorais para gerar imagens estruturais oct. Use imagens 2D OCT em três planos transversais, XY, XZ e YZ através do centroide do esferoide para gerar a colagem de imagens esferoides.Para obter renderização 3D do esferoide usando um software desejado, primeiro carregue os dados SD OCT no software. Clique no painel de superação e, em seguida, adicione novo volume e escolha o modo de mistura para usar para renderização 3D. Para ajustar o ângulo de visão, use o ponteiro do mouse para arrastar a imagem e proceder com quantificação conforme descrito no manuscrito.Uma colagem de imagens OCT não inquietas de esferoides de linha celular HCT116 foi gerada a partir dos dados processados, com resultados comparáveis com imagens de outros sistemas de imagem de alto rendimento 2D. Além disso, a colagem de imagens esferoides transversais 2D de 96 poços foi gerada para monitorar alturas esferoides e visualizar a inhomogeneidade esferoide na direção vertical. Uma colagem de imagens esferoides renderizadas em 3D pode ser gerada a partir de qualquer ângulo pré-definido para visualizar a forma 3D geral e avaliar a arredondamento do esferoide.Após o pós-processamento geral de OUTUBRO, foram obtidas imagens estruturais de 3D OCT de um esferoide tumoral. A partir dos dados oct, um post de superfície 3D e fatias ortogonais XZ, YZ e XY foram geradas para visualizar a estrutura do esferoide tumoral em qualquer direção. O monitoramento longitudinal de um único esferoide tumoral foi realizado para caracterizar seu diâmetro, altura e volume à base de voxel, gerando as curvas de crescimento em tamanho e volume durante os 21 dias de desenvolvimento.Aqui, o esferoide foi interrompido no dia 11, e entrou em colapso no dia 21. O rastreamento longitudinal mostrou o aumento das áreas de células mortas no esferoide tumoral. Imagens renderizadas em 3D do esferoide tumoral mostraram o aparecimento e o crescimento de regiões de células mortas do sétimo ao dia 14, como mostra o aumento das áreas necrosadas destacadas vermelhas.À medida que a porcentagem das áreas necróticas aumentava, o esferoide tumoral não conseguia manter sua forma perfeita e, portanto, colapsou. Com esta plataforma de imagem podemos explorar ainda mais outros modelos complexos da esfera tumoral, como modelo de imagem 3D, modelo de criatura vasta e modelos de co-cultura para simular melhor tumores in vivo. Nosso sistema de imagem OCT de alta throughput pode fornecer uma abordagem alterativa para o rastreamento de drogas na descoberta de drogas contra o câncer.Isso também é algo caracterizado, amostras biofabricadas 3D para várias aplicações biomédicas.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

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

Geração de esferoides Tumor tridimensional de alta produtividade para triagem de drogas

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 ...

Pesquisa do câncer

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

Um sistema tridimensional da cultura Thymic para gerar os Emigrants Thymic antígeno-específicos induzidos pilha-derivados do tumor derivado 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

Modelo de matriz extracelular óssea tridimensional para osteossarcoma

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

Matriz tumor-baseada inteiramente humana no ensaio tridimensional da invasão de spheroid

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

Estabelecimento e caracterização de spheroids do tumor neuroendócrino das entranhas pequenas

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

Um modelo tridimensional de esferoides para estudar células-tronco de câncer de cólon

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

Modelo Biomimético Tridimensional In Vitro de Neuroblastoma Utilizando Arcabouços à Base de Colágeno

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

Um modelo esferoide tridimensional para investigar a interação tumoral-estroma em carcinoma hepatocelular

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

Manutenção da Diversidade Celular Glioblastoma Humano Ex vivo usando cultura organoide tridimensional

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

Combinando Microscopia Confocal de Reflectância com Tomografia de Coerência Óptica para Diagnóstico Não Invasivo de Cânceres de Pele via Aquisição de Imagem

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