Name: evaluating the angiogenetic properties of ovarian cancer stem-like cells using the three-dimensional co-culture system, nico-1
Uploaded: 2020-12-05T13:30:00
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Este trabajo fue apoyado por una subvención para la investigación científica C (subvención no. 19K09834 a K.N.) del Ministerio de Educación, Ciencia y Cultura de Japón.

Todos los procedimientos se realizaron bajo el protocolo aprobado por el Comité de Ética para el bienestar humano. Todos los pacientes dieron su consentimiento informado por escrito para el uso de investigación de sus muestras, y la recolección y el uso de tejidos para este estudio fueron aprobados por el Comité de Ética de Investigación del Genoma Humano, Análisis de Genes de la Universidad de Teikyo.
1. Aislamiento y cultivo de células madre de cáncer de ovario (OCSC) de pacientes co...

<ol>
	<li>Bray, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+cancer+statistics+2018:+GLOBOCAN+estimates+of+incidence+and+mortality+worldwide+for+36+cancers+in+185+countries.">Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries.</a> CA, a Cancer Journal for Clinicians. 68, 394-424 (2018).</li><li>Lengyel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ovarian+cancer+development+and+metastasis.">Ovarian cancer development and metastasis.</a> American Journal of Pathology. 177 (3), 1053-1064 (2010).</li><li>Lytle, N. K., Barber, A. 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K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+a+cancer+stem+cell+in+human+brain+tumors.">Identification of a cancer stem cell in human brain tumors.</a> Cancer Research. 63 (18), 5821-5828 (2003).</li><li>Zong, X., Nephew, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ovarian+cancer+stem+cells:+role+in+metastasis+and+opportunity+for+therapeutic+targeting.">Ovarian cancer stem cells: role in metastasis and opportunity for therapeutic targeting.</a> Cancers (Basel). 11 (7), 934 (2019).</li><li>Liz&#225;rraga-Verdugo, 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=Cancer+stem+cells+and+its+role+in+angiogenesis+and+vasculogenic+mimicry+in+gastrointestinal+cancers.">Cancer stem cells and its role in angiogenesis and vasculogenic mimicry in gastrointestinal cancers.</a> Frontiers in oncology. 10, 413 (2020).</li><li>Renaud, J., Martinoli, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+insert+co-culture+system+of+two+cellular+types+in+the+absence+of+cell-cell+contact.">Development of an insert co-culture system of two cellular types in the absence of cell-cell contact.</a> Journal of Visualized Experiments. (113), e54356 (2016).</li><li>Richardson, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intervertebral+disc+cell-mediated+mesenchymal+stem+cell+differentiation.">Intervertebral disc cell-mediated mesenchymal stem cell differentiation.</a> Stem Cells. 24 (3), 707-716 (2006).</li><li>Plotnikov, E. 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=Cell-to-cell+cross-talk+between+mesenchymal+stem+cells+and+cardiomyocytes+in+co-culture.">Cell-to-cell cross-talk between mesenchymal stem cells and cardiomyocytes in co-culture.</a> Journal of Cellular and Molecular Medicine. 12 (5), 1622-1631 (2008).</li><li>Sheng, H., 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=A+critical+role+of+IFN-gamma+in+priming+MSC-mediated+suppression+of+T+cell+proliferation+through+up-regulation+of+B7-H1.">A critical role of IFN-gamma in priming MSC-mediated suppression of T cell proliferation through up-regulation of B7-H1.</a> Cell Research. 18 (8), 846-857 (2008).</li><li>Csaki, C., Matis, U., Mobasheri, A., Shakibaei, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Co-culture+of+canine+mesenchymal+stem+cells+with+primary+bone-derived+osteoblasts+promotes+osteogenic+differentiation.">Co-culture of canine mesenchymal stem cells with primary bone-derived osteoblasts promotes osteogenic differentiation.</a> Histochemistry and Cell Biology. 131 (2), 251-266 (2009).</li><li>Aguirre, A., Planell, J. A., Engel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+bone+marrow-derived+endothelial+progenitor+cell/mesenchymal+stem+cell+interaction+in+co-culture+and+its+implications+in+angiogenesis.">Dynamics of bone marrow-derived endothelial progenitor cell/mesenchymal stem cell interaction in co-culture and its implications in angiogenesis.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 400 (2), 284-291 (2010).</li><li>Proffen, B. L., Haslauer, C. M., Harris, C. E., Murray, 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=Mesenchymal+stem+cells+from+the+retropatellar+fat+pad+and+peripheral+blood+stimulate+ACL+fibroblast+migration,+proliferation,+and+collagen+gene+expression.">Mesenchymal stem cells from the retropatellar fat pad and peripheral blood stimulate ACL fibroblast migration, proliferation, and collagen gene expression.</a> Connective Tissue Research. 54 (1), 14-21 (2013).</li><li>Goers, L., Freemont, P., Polizzi, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Co-culture+systems+and+technologies:+taking+synthetic+biology+to+the+next+level.">Co-culture systems and technologies: taking synthetic biology to the next level.</a> Journal of the Royal Society &amp; Interface. 11 (96), 20140065 (2014).</li><li>De Palma, M., Biziato, D., Petrova, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microenvironmental+regulation+of+tumour+angiogenesis.">Microenvironmental regulation of tumour angiogenesis.</a> Nature Reviews Cancer. 17, 457-474 (2017).</li><li>Burger, R., 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=Incorporation+of+bevacizumab+in+the+primary+treatment+of+ovarian+cancer.">Incorporation of bevacizumab in the primary treatment of ovarian cancer.</a> New England Journal of Medicine. 365, 2473-2483 (2011).</li><li>Goel, H., Mercurio, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VEGF+targets+the+tumour+cell.">VEGF targets the tumour cell.</a> Nature Reviews Cancer. 13, 871-882 (2013).</li><li>Yu, L., 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=Interaction+between+bevacizumab+and+murine+VEGF-A:+a+reassessment.">Interaction between bevacizumab and murine VEGF-A: a reassessment.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 49 (2), 522-527 (2008).</li></ol>

El protocolo presentado describe cómo imitar el microambiente tumoral de las OCSC en un entorno in vitro. El componente principal del método constituye el modelo de cocultivo altamente reproducible obtenido utilizando el sistema NICO-1, un sistema de cocultivo Transwell indirecto. Muchos de los modelos de cocultivo actualmente disponibles examinan los efectos del contacto directo célula-célula en poblaciones celulares cocultivadas 12,13,14,15,16,17,18.</...

El cáncer de ovario es la octava neoplasia maligna más común en mujeres en todo el mundo, con aproximadamente 300.000 nuevos diagnósticos y un estimado de 180.000 muertes anuales1. En el momento del diagnóstico inicial, el cáncer de ovario a menudo se presenta con síntomas graves, con aproximadamente el 75% de las pacientes ya en estadio III-IV. En consecuencia, la tasa de supervivencia a 5 años es del <30% y la tasa de mortalidad es la más alta entre los cánceres ginecológicos2, siendo la eficiencia del tratamiento para el cáncer de ovario altamente dependiente de factores clínicos como la realización exitosa de la cirugía citorreductora, la resistencia a la quimioterapia y la recurrencia después de la terapia inicial.
Los tejidos del cáncer de ovario están organizados jerárquicamente, y no todos los componentes tumorales son igualmente capaces de generar descendientes. Se considera que las únicas células capaces de autorrenovarse y producir una población heterogénea de células tumorales representan células madre cancerosas (CSCs)3. La autorrenovación de CSC y el inicio del tumor se acompañan de la promoción de la angiogénesis para remodelar su microambiente tumoral con el fin de mantener un nicho de apoyo. Sin embargo, los modelos anteriores no pudieron utilizarse para análisis in vitro debido a la limitada reproducibilidad del cultivo de CSC derivadas de muestras clínicas debido a la interrupción de los esferoides después de múltiples pasantías. Más recientemente, se han desarrollado métodos experimentales para cultivar CSCs de pacientes para varias aplicaciones 4,5,6,7. En particular, al explotar la característica de las CSC para crecer formando esferoides en placas de unión ultra bajas con medio libre de suero, las CSC cultivadas son inducidas a expresar un marcador de superficie de células madre que no se expresa en células tumorales normales con potencial de diferenciación multilinaje 8,9.
Datos recientes han demostrado que la persistencia de (O)CSCs ováricas latentes visualizadas como diseminación en el peritoneo está asociada a su regeneración como tumores recurrentes10. Por lo tanto, comprender las características moleculares y biológicas de las OCSC puede permitir una orientación y erradicación efectivas de estas células, lo que resulta en una posible remisión tumoral. En particular, se sabe poco sobre las características mecanicistas celulares y moleculares de los roles de las CSC en la angiogénesis11. Por lo tanto, en el presente protocolo utilizamos OCSC derivadas de pacientes en un entorno in vitro para investigar la propiedad angiogénica de las células endoteliales utilizando el modelo de cocultivo, que puede imitar el microambiente tumoral de las CSC y las células endoteliales en el sitio metastásico en el entorno clínico. En última instancia, como la neovascularización constituye un proceso crítico necesario para apoyar el crecimiento tumoral y la metástasis, una mejor comprensión de su mecanismo permitirá el desarrollo de una nueva terapia dirigida para OCSC en el sitio metastásico.
Aquí, presentamos un protocolo para visualizar el paso de neovascularización que rodea a las CSC de una manera de curso temporal. La ventaja del protocolo incluye permitir investigaciones totalmente reproducibles utilizando el sistema de cocultivo 3D, NICO-1, lo que permite la observación de los efectos en pacientes de la capacidad de iniciación tumoral derivada de OCSC durante la angiogénesis de células endoteliales.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.025% Trypsin&#160;</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>R001100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL Pipet</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>170356N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1250 &#181;L Pipet tip</td>
			<td>QSP</td>
			<td>T112XLRS-Q</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL tube</td>
			<td>Nunc</td>
			<td>339650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 &#181;L Pipet tip</td>
			<td>QSP</td>
			<td>T110RS-NEW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Mercaptoethanol</td>
			<td>Thermo (Gibco)</td>
			<td>21985023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL Pipet</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>170366N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL tube</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430290</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AccuMAX</td>
			<td>Innovative Cell Technologies</td>
			<td>AM105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioCoatTM Collagen I 60mm Dish</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>KUBOTA</td>
			<td>2800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Costar 6 Well Clear Flat Bottom Ultra Low Attachment Multiple Well Plates</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3471</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endothelial Cell Growth Medium 2&#160;</td>
			<td>PromoCell</td>
			<td>C-22011&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>WAKO</td>
			<td>057-00456</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FGF-Basic</td>
			<td>Thermo (Gibco)</td>
			<td>PHG0021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histodenz</td>
			<td>SIGMA</td>
			<td>D2158</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HUEhT-1 cell</td>
			<td>JCRB Cell Bank</td>
			<td>JCRB1458</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICCP Filter 0.6 &#181;m</td>
			<td>Ginrei Lab.</td>
			<td>2525-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin, human</td>
			<td>SIGMA (Roche)</td>
			<td>11376497001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luminometer</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>ARVO MX-flad</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel Matrix</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356234</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Yokogawa</td>
			<td>CQ-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NICO-1</td>
			<td>Ginrei Lab.</td>
			<td>2501-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OptiPlate-96</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>6005290</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P1000 Pipet</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>F123602</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P200 Pipet</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>F123601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS</td>
			<td>Thermo (Gibco)</td>
			<td>14190-144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>StemPro hESC SFM</td>
			<td>Thermo (Gibco)</td>
			<td>A1000701</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer Pipet</td>
			<td>FALCON</td>
			<td>357575</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Y-27632</td>
			<td>WAKO</td>
			<td>253-00513</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluating the angiogenetic properties of ovarian cancer stem-like cells using the three-dimensional co-culture system, nico-1

Las células madre cancerosas (CSC) residen en un nicho de apoyo, constituyendo un microambiente compuesto por células estromales adyacentes, vasos y matriz extracelular. La capacidad de las CSC para participar en el desarrollo del endotelio constituye una característica importante que contribuye directamente a la comprensión general de los mecanismos de tumorigénesis y metástasis tumorales. El propósito de este trabajo es establecer una metodología reproducible para investigar la capacidad de iniciación tumoral de las células madre del cáncer de ovario (OCSC). En este documento, examinamos el mecanismo de neovascularización entre las células endoteliales y las OCSC junto con los cambios morfológicos de las células endoteliales utilizando el modelo de cocultivo in vitro NICO-1. Este protocolo permite visualizar el paso de neovascularización que rodea a los OCSC en un curso de tiempo. La técnica puede proporcionar información sobre las propiedades angiogenéticas de las OCSC en la metástasis tumoral.

Se recogieron fluidos de ascitis obtenidos de pacientes con cáncer de ovario avanzado durante cirugía o paracentesis con el fin de realizar un cultivo estable a largo plazo para esferoides. Aquí, presentamos casos de un cultivo de esferoides a largo plazo de CSCs ováricas denominadas CSC1 y CSC2. Ambas líneas celulares llevan el mismo diagnóstico y perfiles histológicos. Las funciones mecanicistas de los OCSC que subyacen a la interacción con las células endoteliales necesarias p...

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Evaluating the Angiogenetic Properties of Ovarian Cancer Stem-Like Cells using the Three-Dimensional Co-Culture System, NICO-1

Las células madre del cáncer de ovario (OCSC) son responsables de la iniciación, recurrencia, resistencia terapéutica y metástasis del cáncer. Se considera que el nicho vascular OCSC promueve la autorrenovación de las OCSC, lo que lleva a la quimiorresistencia. Este protocolo proporciona la base para establecer un modelo de nicho vascular OCSC reproducible in vitro.

Evaluación de las propiedades angiogenéticas de las células madre similares al cáncer de ovario utilizando el sistema de cocultivo tridimensional, NICO-1

Cancer stem cells (CSCs) reside in a supportive niche, constituting a microenvironment comprised of adjacent stromal cells, vessels, and extracellular ...

Research

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Biology

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