Name: an ex vivo brain slice model to study and target breast cancer brain metastatic tumor growth
Uploaded: 2021-09-22T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth at JoVE.com

Teknik yardımları için Julia Farnan, Kayla Green ve Tiziana DeAngelis'e teşekkür etmek istiyoruz. Bu çalışma kısmen Pennsylvania Commonwealth Evrensel Araştırma Geliştirme Hibe Programı (MJR, JGJ), UO1CA244303 (MJR), R01CA227479 (NLS), R00CA207855 (EJH) ve W.W. Smith Charitable Trusts (EjH) tarafından desteklenmiştir.

Bu protokol, Drexel Üniversitesi Tıp Fakültesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmış ve hayvan bakım kılavuzlarına uygundur. Bu çalışmada Nu/Nu atimik dişi fareler (6-8 haftalık) kullanılmıştır.
1. Tümör hücrelerinin intrakraniyal enjeksiyonu
<ol><li>Tüm ekipmanı (cımbız, makas, dikiş makası, el matkabı) bir otoklav kuru döngüsü altında, sterilizasyon göstergesi de dahil olmak üzere sterilizasyon torbalarında 45 daki...

<ol>
	<li>Watase, C., 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=Breast+cancer+brain+metastasis-overview+of+disease+state,+treatment+options+and+future+perspectives.">Breast cancer brain metastasis-overview of disease state, treatment options and future perspectives.</a> Cancers. 13 (5), (2021).</li><li>Niikura, N., 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=Treatment+outcomes+and+prognostic+factors+for+patients+with+brain+metastases+from+breast+cancer+of+each+subtype:+a+multicenter+retrospective+analysis.">Treatment outcomes and prognostic factors for patients with brain metastases from breast cancer of each subtype: a multicenter retrospective analysis.</a> Breast Cancer Research and Treatment. 147 (1), 103-112 (2014).</li><li>Fong, E. 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=Heralding+a+new+paradigm+in+3D+tumor+modeling.">Heralding a new paradigm in 3D tumor modeling.</a> Biomaterials. 108, 197-213 (2016).</li><li>Parker, J. J., 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+human+glioblastoma+organotypic+slice+culture+model+for+study+of+tumor+cell+migration+and+patient-specific+effects+of+anti-invasive+drugs.">A human glioblastoma organotypic slice culture model for study of tumor cell migration and patient-specific effects of anti-invasive drugs.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (125), e53557 (2017).</li><li>Chuang, H. N., 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=Coculture+system+with+an+organotypic+brain+slice+and+3D+spheroid+of+carcinoma+cells.">Coculture system with an organotypic brain slice and 3D spheroid of carcinoma cells.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (80), e50881 (2013).</li><li>Hohensee, I., 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=PTEN+mediates+the+cross+talk+between+breast+and+glial+cells+in+brain+metastases+leading+to+rapid+disease+progression.">PTEN mediates the cross talk between breast and glial cells in brain metastases leading to rapid disease progression.</a> Oncotarget. 8 (4), 6155-6168 (2017).</li><li>van de Merbel, A. 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=An+ex+vivo+Tissue+culture+model+for+the+assessment+of+individualized+drug+responses+in+prostate+and+bladder+cancer.">An ex vivo Tissue culture model for the assessment of individualized drug responses in prostate and bladder cancer.</a> Frontiers in Oncology. 8, 400 (2018).</li><li>Martin, S. Z., 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=Ex+vivo+tissue+slice+culture+system+to+measure+drug-response+rates+of+hepatic+metastatic+colorectal+cancer.">Ex vivo tissue slice culture system to measure drug-response rates of hepatic metastatic colorectal cancer.</a> BMC Cancer. 19 (1), 1030 (2019).</li><li>Orimo, A., Weinberg, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromal+fibroblasts+in+cancer:+a+novel+tumor-promoting+cell+type.">Stromal fibroblasts in cancer: a novel tumor-promoting cell type.</a> Cell Cycle. 5 (15), 1597-1601 (2006).</li><li>Lim, C. 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=Organotypic+slice+cultures+of+pancreatic+ductal+adenocarcinoma+preserve+the+tumor+microenvironment+and+provide+a+platform+for+drug+response.">Organotypic slice cultures of pancreatic ductal adenocarcinoma preserve the tumor microenvironment and provide a platform for drug response.</a> Pancreatology. 18 (8), 913-927 (2018).</li><li>Gerlach, M. 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=Slice+cultures+from+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma:+a+novel+test+system+for+drug+susceptibility+and+mechanisms+of+resistance.">Slice cultures from head and neck squamous cell carcinoma: a novel test system for drug susceptibility and mechanisms of resistance.</a> British Journal of Cancer. 110 (2), 479-488 (2014).</li><li>Koerfer, J., 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=Organotypic+slice+cultures+of+human+gastric+and+esophagogastric+junction+cancer.">Organotypic slice cultures of human gastric and esophagogastric junction cancer.</a> Cancer Medicine. 5 (7), 1444-1453 (2016).</li><li>Palmieri, D., 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=Her-2+overexpression+increases+the+metastatic+outgrowth+of+breast+cancer+cells+in+the+brain.">Her-2 overexpression increases the metastatic outgrowth of breast cancer cells in the brain.</a> Cancer Research. 67 (9), 4190-4198 (2007).</li><li>Kyeong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subtypes+of+breast+cancer+show+different+spatial+distributions+of+brain+metastases.">Subtypes of breast cancer show different spatial distributions of brain metastases.</a> PLoS One. 12 (11), 0188542 (2017).</li><li>Hengel, 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=Attributes+of+brain+metastases+from+breast+and+lung+cancer.">Attributes of brain metastases from breast and lung cancer.</a> International Journal of Clinical Oncology. 18 (3), 396-401 (2013).</li><li>Jackson, J. G., 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=Neuronal+activity+and+glutamate+uptake+decrease+mitochondrial+mobility+in+astrocytes+and+position+mitochondria+near+glutamate+transporters.">Neuronal activity and glutamate uptake decrease mitochondrial mobility in astrocytes and position mitochondria near glutamate transporters.</a> Journal of Neuroscience. 34 (5), 1613-1624 (2014).</li><li>Farnan, J. K., Green, K. K., Jackson, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+imaging+of+mitochondrial+dynamics+and+trafficking+in+astrocytes.">Ex vivo imaging of mitochondrial dynamics and trafficking in astrocytes.</a> Current Protocols in Neuroscience. 92 (1), 94 (2020).</li><li>Simone, N. 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=Ionizing+radiation-induced+oxidative+stress+alters+miRNA+expression.">Ionizing radiation-induced oxidative stress alters miRNA expression.</a> PLoS One. 4 (7), 6377 (2009).</li><li>Couturier, C. P., 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=Single-cell+RNA-seq+reveals+that+glioblastoma+recapitulates+a+normal+neurodevelopmental+hierarchy.">Single-cell RNA-seq reveals that glioblastoma recapitulates a normal neurodevelopmental hierarchy.</a> Nature Communications. 11 (1), 3406 (2020).</li><li>Candolfi, 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=Intracranial+glioblastoma+models+in+preclinical+neuro-oncology:+neuropathological+characterization+and+tumor+progression.">Intracranial glioblastoma models in preclinical neuro-oncology: neuropathological characterization and tumor progression.</a> Journal of Neuro-Oncology. 85 (2), 133-148 (2007).</li><li>Fitzgerald, D. P., 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=Reactive+glia+are+recruited+by+highly+proliferative+brain+metastases+of+breast+cancer+and+promote+tumor+cell+colonization.">Reactive glia are recruited by highly proliferative brain metastases of breast cancer and promote tumor cell colonization.</a> Clinical &amp; Experimental Metastasis. 25 (7), 799-810 (2008).</li><li>Kondru, N., 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=An+Ex+Vivo+Brain+Slice+Culture+Model+of+Chronic+Wasting+Disease:+Implications+for+Disease+Pathogenesis+and+Therapeutic+Development.">An Ex Vivo Brain Slice Culture Model of Chronic Wasting Disease: Implications for Disease Pathogenesis and Therapeutic Development.</a> Scientific Reports. 10 (1), (2020).</li><li>Abu Samaan, T. 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=Paclitaxel's+mechanistic+and+clinical+effects+on+breast+cancer.">Paclitaxel's mechanistic and clinical effects on breast cancer.</a> Biomolecules. 9 (12), (2019).</li><li>Mewes, A., Franke, H., Singer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organotypic+brain+slice+cultures+of+adult+transgenic+P301S+mice--a+model+for+tauopathy+studies.">Organotypic brain slice cultures of adult transgenic P301S mice--a model for tauopathy studies.</a> PLoS One. 7 (9), 45017 (2012).</li><li>Valiente, 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=Brain+metastasis+cell+lines+panel:+A+public+resource+of+organotropic+cell+lines.">Brain metastasis cell lines panel: A public resource of organotropic cell lines.</a> Cancer Research. 80 (20), 4314-4323 (2020).</li></ol>

Bu çalışma, ekşik ksenogreft beyin tümörleri için yeni bir ex vivo beyin kültürü yöntemi ortaya koymaktadır. Farelerin beynine intrakraniyal olarak enjekte edilen BCBM hücreleri MDA-MB-231BR hücrelerinin ex vivo beyin dilimlerinde hayatta kalabileceğini ve büyüyebileceğini gösteriyoruz. Çalışma ayrıca intrakraniyal olarak enjekte edilen U87MG glioblastoma (GBM) hücrelerini test etti ve ayrıca bu kanser hücrelerinin beyin dilimlerinde hayatta kaldığını ve büyüdüğünü bu...

Meme kanseri beyin metastazları (BCBM), hücreler birincil meme tümöründen beyne yayıldığında gelişir. Meme kanseri, akciğer kanserinden sonra beyin metastazının ikinci en sık nedenidir ve metastazlar hastaların %10-16'sında görülür1. Ne yazık ki, beyin metastazları, hastaların %>80'i beyin metastazı tanısından sonraki bir yıl içinde öldüğü ve nörolojik işlev bozuklukları nedeniyle yaşam kalitelerinin bozulduğu için tedavi edilemez olmaya devam etmektedir2. Daha etkili tedavi seçeneklerinin belirlenmesi için acil bir ihtiyaç vardır. Tek katmanlı iki boyutlu veya üç boyutlu kültür modelleri, terapötik ajanların laboratuvarda test edilmesinde en sık kullanılan yöntemlerdir. Bununla birlikte, tümör fenotipinin ve büyümesinin önemli bir itici gücü olan karmaşık BCBM mikro ortamını taklit etmezler. Bu modeller yararlı olmasına rağmen, karmaşık tümör-stromal etkileşimleri, benzersiz metabolik gereksinimleri ve tümörlerin heterojenliğini yakalamaz3. Tümör-stromal etkileşimleri ve mikroçevre heterojenliğini daha sadık bir şekilde özetlemek için, grubumuz ve diğerleri, hasta kaynaklı tümör hücreleri (birincil veya metastatik) veya kanser hücresi hatları 4,5,6 ile organotipik beyin metastazı "dilim" kültürleri üretmeye başlamıştır. Klasik in vitro sistemlerle karşılaştırıldığında, bu kısa süreli ex vivo model, büyük hayvan kohortlarında klinik öncesi değerlendirmeden önce yeni terapötiklerin taranması için daha uygun koşullar sağlayabilir.
Ex vivo modelleri, öncelikle çeşitli kanserlerin başarılı tedavilerinin tanımlanması için inşa edilmiş ve başarıyla kullanılmıştır. Birkaç günlük değerlendirme gerektirirler ve ayrıca hastaya özgü ilaç taramasına uyarlanabilirler. Örneğin, insan mesane ve prostat kanseri ex vivo dokuları, dosetaksel ve gemsitabin7'nin doza bağımlı bir anti-tümör yanıtı göstermiştir. Kemoterapötik ilaçlar Oxaliplatin, Cetuximab ve Pembrolizumab8'i taramak için benzer kolorektal karsinom ex vivo dokular geliştirilmiştir. Bu uygulama pankreas kanserinde, pankreatik duktal adenokarsinomun stromal ortamı ile genotipik ve fenotipik özellikleri arasındaki temel etkileşim göz önüne alındığında yaygın olarak kullanılmaktadır 9,10. Ayrıca, baş, boyun, gastrik ve meme tümörlerinde benzer taramalar için bu tür organotipik modeller geliştirilmiştir11,12.
Burada, mikro-ortamlarındaki ksenograflanmış meme kanseri beyin metastatik tümör hücrelerinin ex vivo beyin dilim modeli üretilmektedir. Farelere, TNBC metastazı 14,15'in ortak bir bölgesi olan serebral korteks parietal lobunda meme kanseri beyin metastatik beyin trofik MDA-MB-231BR hücreleri 13 ile intrakraniyal olarak enjekte edildi ve tümörlerin gelişmesine izin verildi. Beyin dilimleri bu ksenograflanmış hayvanlardan üretildi ve 16,17'de tanımlandığı gibi organotipik kültürler olarak ex vivo tutuldu. Bu yeni ex vivo model, BCBM hücresinin beyin parankimi içindeki büyümesinin analizine izin verir ve beyin mikro ortamındaki tümör hücreleri üzerindeki terapötik ajanları ve radyasyon etkilerini test etmek için kullanılabilir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mL syringe, slip tip</td>
			<td>BD</td>
			<td>309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 G1/2 Needles</td>
			<td>BD</td>
			<td>305106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well plates</td>
			<td>Genessee</td>
			<td>25-105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automated microscope and LUMAVIEW software</td>
			<td>Etaluma</td>
			<td>LS720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 (GEM21)</td>
			<td>Gemini Bio-Products</td>
			<td>400-160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beaker 50 mL</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>10-210-685</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt sable paintbrush, Size #5/0</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>66100-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone Wax</td>
			<td>ModoMed</td>
			<td>DYNJBW25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brain injection Syringe</td>
			<td>Hamilton Company</td>
			<td>80430</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP510-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cleaved caspase 3 Antibody</td>
			<td>Cell Signaling</td>
			<td>14220S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P36935</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Luciferin Potassium Salt</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>122799</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double edge razor blade</td>
			<td>VWR</td>
			<td>55411-060(95-0043)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Paper (#1), quantitative circles, 4.25 cm</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>09-805a (1001-042)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine sable paintbrush #2/0</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>66100-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11251-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gamma-H2AX antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>05-636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFAP antibody</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>13-0300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFP antibody</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>SC-9996</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G8270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamine (200 mM)</td>
			<td>Corning cellgrow</td>
			<td>25-005-Cl</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H&#38;E and KI-67</td>
			<td>Jefferson Core Facility Pathology staining</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand Drill Set with Micro Mini Twist Drill Bits</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>YCQ2851920086082DJ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES, free acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP299-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Just for mice Stereotaxic Frame</td>
			<td>Harvard Apparatus (Holliston, MA, USA).</td>
			<td>72-6049, 72-6044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S271-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large surgical scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14001-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MDA-MB-231BR cells</td>
			<td>Kindly provided by Dr. Patricia Steeg</td>
			<td>Ref 14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2&#183;6H2O</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>M33-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice imaging device</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>IVIS 200 system</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice imaging software</td>
			<td>Caliper Life Sciences (Waltham, MA, USA).</td>
			<td>Living Image Software</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate Reader</td>
			<td>Tecan Spark</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting solution</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P36935</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MTS reagent</td>
			<td>Promega CellTiter 96 Aqueous One Solution</td>
			<td>(Cat:G3582)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N2 supplement</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>17502-048</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurobasal medium</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>21103049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nu/Nu athymic mice</td>
			<td>Charles Rivers Labs (Wilmington, MA, USA)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Affymetrix</td>
			<td>19943</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen/Strep</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>145140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene Suture</td>
			<td>Medex supply</td>
			<td>ETH-8556H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone Iodine Swab sticks</td>
			<td>DME Supply USA</td>
			<td>Cat: 689286X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blade #11 (pk of 100)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10011-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle #3</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10003-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Pyruvate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S8636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spatula/probe</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10090-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS Double edge uncoated razor blades (American safety razor co (95-0043))</td>
			<td>VWR</td>
			<td>55411-060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>57-50-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scalpel</td>
			<td>Exelint International</td>
			<td>D29702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Chopper</td>
			<td>Brinkman</td>
			<td>(McIlwain type)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue culture inserts</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>PICMORG50 or PICM03050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray machine</td>
			<td>Precision 250 kVp</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an ex vivo brain slice model to study and target breast cancer brain metastatic tumor growth

Beyin metastazı, kadınlar için meme kanserinin ciddi bir sonucudur, çünkü bu tümörlerin tedavisi zordur ve kötü klinik sonuçlarla ilişkilidir. Meme kanseri beyin metastatik (BCBM) büyümesinin klinik öncesi fare modelleri yararlıdır, ancak pahalıdır ve beyin parankimi içindeki canlı hücreleri ve tümör hücresi invazyonunu izlemek zordur. Burada, intrakraniyal olarak enjekte edilen meme kanseri beyin arayan klonal alt hatları içeren ksenograflanmış farelerden ex vivo beyin dilimi kültürleri için bir protokol sunulmaktadır. MDA-MB-231BR lusiferaz etiketli hücreler, Nu/Nu dişi farelerin beyinlerine intrakraniyal olarak enjekte edildi ve tümör oluşumunu takiben, beyinler izole edildi, dilimlendi ve ex vivo kültüre alındı. Tümör dilimleri, lusiferaz eksprese eden tümör hücrelerini tanımlamak ve beyin parankimindeki proliferasyonlarını ve istilalarını 10 güne kadar izlemek için görüntülendi. Ayrıca, protokol, iyonlaştırıcı radyasyon veya kemoterapi ile tedaviyi takiben tümör hücrelerinin büyümesini ve invaziv davranışını görüntülemek için hızlandırılmış mikroskopinin kullanımını açıklar. Tümör hücrelerinin tedavilere yanıtı, canlı görüntüleme mikroskopisi, biyolüminesans yoğunluğunun ölçülmesi ve BCBM hücrelerini içeren beyin dilimi üzerinde histoloji yapılması ile görselleştirilebilir. Bu nedenle, bu ex vivo dilim modeli, bireysel bir hastanın meme kanseri beyin metastatik büyümesini beyin mikro ortamında hedeflemek üzere kişiselleştirilmiş ilaçları tanımlamak için tek başına veya radyasyonla kombinasyon halinde yeni terapötik ajanların hızlı bir şekilde test edilmesi için yararlı bir platform olabilir.

MDA-MB-231BR-GFP-Luciferaz hücreleri, yukarıda açıklandığı gibi 4-6 haftalık Nu/Nu farelerin sağ yarımküresine intrakraniyal olarak enjekte edildi (Şekil 1A) ve 12-14 gün boyunca büyümesine izin verildi, bu süre zarfında tümör büyümesi biyolüminesans görüntüleme ile izlendi (Şekil 1B). Diğer grup19 tarafından bildirildiği gibi kafa içi 100.000 kanser hücresi enjekte ettik, ancak 20.000 hücre<sup class="xref...

Watch this Scientific Journal Video about An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth at JoVE.com

An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth

Meme kanseri beyin metastatik hücrelerinin gerçek zamanlı ilaç ve radyasyon yanıtını ölçmek için organotipik bir beyin dilimi modelinde bir protokol sunuyoruz. Yöntemler, çeşitli tedavilerin meme kanserinden beyin metastazları üzerindeki terapötik etkilerini, beyin mikroçevre arayüzü içinde ex vivo bir şekilde araştırmak için nicel bir test sağlar.

Meme Kanseri Beyin Metastatik Tümör Büyümesini İncelemek ve Hedeflemek için Ex Vivo Beyin Dilimi Modeli

Brain metastasis is a serious consequence of breast cancer for women as these tumors are difficult to treat and are associated with poor clinical ...

Bu protokol, beyin metastatik tümör hücrelerinin oluşumuna ve önceden oluşturulmuş bir tümör üzerinde ilaç etkinliğinin ve radyasyonun hızlı bir şekilde test edilmesini sağlayan ex vivo beyin dilimlerinin üretilmesine izin verir. Bu tekniğin temel avantajı, beyin-tümör-konakçı etkileşimlerini koruyan fizyolojik olarak ilgili bir ortamda birden fazla ilacı veya tedaviyi hızlı bir şekilde test etme yeteneğidir. Bu yöntem, beyin metastatik hücrelerinin beyin parankiminin nasıl büyüdüğünü, hayatta kaldığını ve istila ettiğini anlamaya yardımcı olabilir ve beyin tümörü mikroçevresinin kanser büyümesi ve yayılmasındaki rolünü anlamaya yardımcı olabilir.Prosedürü gösterenler, her ikisi de laboratuvarımdan doktora adayı olan Lorela Ciraku ve Emily Esquea olacak. Başlamak için, anestezi uygulanan fareleri stereotaksik bir çerçeveye yerleştirin ve standart kulak çubuklarını kullanarak kafayı hareketsiz hale getirin. Kesiden önce iyot çubuklarının ve% 70 etanolün tekrarlanan alternatif uygulaması ile başın yüzeyini üç kez sterilize edin.Cerrahi bir neşter kullanarak, kafatasını ortaya çıkarmak için farelerin beynini iki simetrik yarıya bölen hayali eksene çapraz açıyla bir santimetrelik bir orta hat kesisi yapın. Herhangi bir kanı pamuklu çubukla sildikten sonra, enjeksiyon bölgesini açığa çıkarmak için cildi yanal olarak saptırın. Kafatasına nüfuz etmek için 0,73 milimetrelik bir çapak ucu kullanın ve hafif basınç ve büküm hareketi kullanarak bir delik açın.GFP lusiferazı sabit bir şekilde eksprese eden beş mikrolitre hücreyi enjekte etmek için, beyne 3,5 milimetre derinliğe kadar yüksek hassasiyetli bir şırınga yerleştirin. İki dakika boyunca yerleşmesine izin verin ve ardından şırıngayı yaklaşık bir milimetre yukarı çekin. İki dakika sonra, ilk yarım hacmi yavaşça enjekte edin ve hacmin geri kalanını enjekte etmeden önce iki dakika daha bekleyin.Üç dakika sonra, şırıngayı yavaşça çekin. Kafatasındaki enjeksiyon bölgesine kemik balmumu uygulayın ve dokuyu polipropilen dikişlerle dikin. Hızlı iyileşmeye yardımcı olmak için tuzlu su enjeksiyonu ve yumuşak yiyecekler de dahil olmak üzere özel tedavinin gerekli olup olmadığını belirlemek için ameliyattan hemen sonra farenin davranışını periyodik olarak izleyin.Biyolüminesans görüntüleme yoluyla tümör büyümesini izlemek için, önce görüntüleme sistemindeki oksijen ve izofluranı açın ve her ikisinin de görüntüleme kutusunun dışındaki ayrı odaya dağıtılmasına izin verin. Ardından, yazılımı açtıktan ve cihazı başlattıktan sonra, tüm fare gövdesini görselleştirmek ve yakalamak için uygun seçeneği belirleyin. Daha sonra, fareleri oksijen ve izofluran ile beslenen görüntüleme kutusunun dışındaki odaya aktarın.Fareler anestezik etki altına girdikten sonra, farelere intraperitoneal olarak mililitre lusiferin başına 200 mikrolitre 30 miligram enjekte edin. Fareleri, midesi görüntüleme odacıklarının burun dudağına bakacak şekilde görüntüleme odasına yerleştirin. Odayı kilitleyin, görüntülemeye başlamak için iki dakika süre pozlamayı seçin ve ardından görüntülemeyi tamamlayın.Doku dilimleyiciyi steril bir laminer akış başlığına yerleştirdikten sonra, tüm aletleri ve aletleri% 70 etanol ile temizleyin. Fareyi ötenazi yaptıktan sonra, beyni hızla buz gibi soğuk sakaroz-ACSF çözeltisine çıkarın ve yerleştirin. Bir spatula kullanarak, beyni 60 milimetrelik bir çanak kapağı üzerinde ACSF ile ıslatılmış bir filtre kağıdına aktarın.Keskin, steril bir tıraş bıçağı kullanarak, beynin şeklini mükemmel olmayan bir küpe getirmek için beynin alt kısmı da dahil olmak üzere herhangi bir tümör içermeyen fazla kısımlarını kesin. ACSF ile ıslatılmış birkaç filtre kağıdını kesme platformuna yerleştirdikten sonra, tıkanmış dokuyu filtre kağıdının üzerine yerleştirin. Dokuyu 200 ila 250 mikrometre kalınlığında bölümlere ayırmak için, kesme boyutunu sağlayıcı cetvel üzerinde 2 veya 2,5 birime ayarlayın ve kesmeye başlayın.Beyin dilimlerini sakaroz-ACSF içeren bir kaba aktarmak için bir boya fırçası kullanın ve dilimleri 27 gauge iğneler kullanarak hafif bir mikroskop altında ayırın. GFP-pozitif dilimleri floresan mikroskop altında tanımlayın. Daha sonra, geniş bir açıklığa sahip steril bir mililitrelik kırık pipet kullanarak, tanımlanmış dilimleri iki ila üç mililitre yetişkin dilim ortamı içeren yeni bir 60 milimetrelik kaba aktarın.Ardından, altı kuyucuklu bir plakanın her bir kuyucuğundaki her doku kültürü ekine güvenli bir mesafede üç ila beş dilim aktarın. Fazla ortamı kesici ucun yüzeyinden çıkardıktan sonra, her kesici ucun altına bir mililitre dengeli yetişkin fare dilimi ortamı ekleyin. Görüntülemeden önce dokuları 37 santigrat derecede,% 5 karbondioksitte ve% 95 nemde inkübe edin.Pipet, mililitre başına beş mikrolitre 30 miligram lusiferin çözeltisini steril bir başlık içindeki eklerin altındaki ortama yerleştirin. Altı delikli plakayı, kapağı cihazın görüntüleme odasının içine yerleştirerek sabit kameranın altına yerleştirin ve hazne kapağını kilitleyin. Yazılımı açın ve cihazı başlatın.Görselleştirmeye ve görüntü başına yalnızca bir kuyucuğun yakalanmasına izin veren kamera ayarlarını seçtikten sonra, görüntülenecek kuyuyu doğrudan kameranın altına yerleştirin. ROI aracını kullanın, tümör şeklinin ve boyutunun etrafına yerleştirin, ROI'yi ölçün ve dilimdeki her tümörün biyolüminesan sinyalini ölçmek için toplam okumaları raporlayın. Plakayı steril laminer akış başlığına geri getirdikten sonra, kesici ucu kuyudan hafifçe kaldırmak için forseps kullanın.Ortamı aspire ettikten sonra, ortamı bir mililitre taze ortamla değiştirin ve girişi tekrar kuyuya yerleştirin. Dilimlerin inhibitörler ve metabolitler gibi çeşitli bileşiklerle muamele edildiği deneyler için, 1.5 mililitrelik bir tüp içinde 1.2 mililitre beyin dilimi ortamında uygun reaktif konsantrasyonunu hazırlayın ve ardından bir mililitre reaktifi dilimi içeren kuyuya aktarın. MDA-MB-231 BR-GFP lusiferaz hücreleri çıplak farelere enjekte edildi, tümörlerin büyümesine izin verildi, tümörlü beyinler diseke edildi, dilimlendi, ex vivo büyütüldü ve tümör büyümesi biyolüminesans görüntüleme ile izlendi.H & E boyama ve GFP-pozitif floresan, beyin diliminde bir tümörün varlığını doğruladı. Artmış Ki-67 boyaması, yüksek proliferatif kanser hücrelerinin varlığını doğruladı. Işınlamaya maruz kalmayan beyin dilimlerindeki tümörler ex vivo büyümeye devam ederken, ışınlamaya maruz kalan tümörler durmuş bir büyüme gösterdi.Tümör içeren beyin dilimleri, ışınlama tedavisini takiben tümör büyümesini görselleştirmek için canlı görüntüleme yoluyla da izlendi. Biyolüminesan görüntüleme ile tutarlı olarak, GFP yoğunluğu arttıkça ve hücreler beyin parankimini istila etmeye başladıkça kontrol kanseri hücreleri hızla büyüdü. Buna karşılık, ışınlama ile tedavi edilen beyin dilimlerindeki kanser hücreleri sitostatikti ve GFP yoğunluğu korundu.Büyük çok çekirdekli kanser hücreleri ve IR ile tedavi edilen kanser hücrelerinde DNA hasar belirtecinin boyanmasında bir artış tespit edildi. Ayrıca, reaktif astrositlerde bir artış tespit edildi. IR tedavisine bağlı apoptoz, tümörsüz fare beyin dilimlerinde tespit edilmedi.Tümörleri içeren beyin dilimleri, kemoterapötik bir ilaç olan farklı konsantrasyonlarda paklitaksel ile tedavi edildi. Tedavi, tedavinin 10. gününden sonra tümörün boyutunu önemli ölçüde azalttı. Paklitaksel ile tedavi edilen tümör hücrelerinde apoptozda artış saptandı.İnhibitör tedavisi beyin dokusunun canlılığını değiştirmedi. Paklitaksel ile tedavi edilen tümörsüz fare beyin diliminde parçalanmış kaspaz-3 boyaması ile apoptozda artış ölçülmedi. İlgilenilen ilaçlarla tedavi sona erdiğinde, dilimler immünositokimya, omik çalışmalar yoluyla protein ekspresyonu için analiz edilebilir veya akış sitometrisi için uygun tek hücreli süspansiyon elde edilebilir.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth

A Portal Vein Injection Model to Study Liver Metastasis of Breast Cancer

Bir Portal Ven Enjeksiyon Modeli Karaciğer Metastazı Meme Kanseri Eğitim için

Breast cancer is the leading cause of cancer-related mortality in women worldwide. Liver metastasis is involved in upwards of 30% of cases with breast ...

Acellular and Cellular Lung Model to Study Tumor Metastasis

Tümör metastazı çalışmaya acellular ve hücresel akciğer modeli

It is difficult to isolate tumor cells at different points of tumor progression. We created an ex vivo lung model that can show the interaction of tumor ...

Live-Cell Imaging Assays to Study Glioblastoma Brain Tumor Stem Cell Migration and Invasion

Canlı hücre görüntüleme deneyleri için çalışma Glioblastoma Beyin tümör kök hücre göç ve işgali

Glioblastoma (GBM) is an aggressive brain tumor that is poorly controlled with the currently available treatment options. Key features of GBMs include ...

Paramyxoviruses for Tumor-targeted Immunomodulation: Design and Evaluation Ex Vivo

Paramyxovirusler Immunomodulation tümör hedefli için: tasarım ve değerlendirme Ex Vivo

Successful cancer immunotherapy has the potential to achieve long-term tumor control. Despite recent clinical successes, there remains an urgent need for ...

The Clinical Application of Tumor Treating Fields Therapy in Glioblastoma

Glioblastoma içinde alanları terapi tedavi tümör klinik uygulama

Glioblastoma is the most common and lethal form of brain cancer, with a median survival of 15 months after diagnosis and a 5 year survival rate of only 5% ...

Longitudinal Intravital Imaging of Brain Tumor Cell Behavior in Response to an Invasive Surgical Biopsy

Invaziv cerrahi biyopsiye yanıt olarak beyin tümörü hücre davranışının boyuna Intravital görüntüleme

Biopsies are standard of care for cancer treatment and are clinically beneficial as they allow solid tumor diagnosis, prognosis, and personalized ...

In Vivo Inhibition of MicroRNA to Decrease Tumor Growth in Mice

Farelerde Tümör Büyümesini Azaltmak için MikroRNA'nın Vivo İnhibisyonu

MicroRNAs (miRNAs) are important regulators of gene expression through their ability to destabilize mRNA and inhibit translation of target mRNAs. An ...

In Vitro Assay to Study Tumor-macrophage Interaction

In vitro assay tümör çalışma-macrophage etkileşim

Tumor associated macrophages (TAMs) account for a large percentage of cells in the tumor mass for different types of cancers. Glioblastoma (GBM), a ...

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity

Ortotopik Pankreas Tümörlerinin Üretimi ve Tümör Efiltrasyonu T Hücre Sitotoksisitesinin Ex vivo Karakterizasyonu

In vivo models of pancreatic cancer provide invaluable tools for studying disease dynamics, immune infiltration and new therapeutic strategies. The ...