Tümör Muamele Alanları (TTFields), düşük yoğunluklu, ara frekanslı, alternasyonlu elektrik alanlarının kesintisiz, noninvaziv uygulamasıyla verilen etkili bir anti-tümör tedavi modudur. TT, bir TTFields in vitro uygulama sistemi kullanarak hücre dizilerine uygulama yapmayı, hücre sayımlarında en fazla düşüşe yol açan en uygun frekansın saptanmasına izin verir.
Tümör alanları (TTFields) tedavisi, birkaç yüz kHz arasındaki bir frekans aralığında elektrik alanları sırayla değişen düşük yoğunluğunun sürekli, invazif olmayan bir uygulama (1-3 V / cm) ile teslim etkili bir tedavi şekli vardır. Doku kültüründe TTFields çalışma yüksek bir dielektrik sabiti (ɛ> 5.000) ile seramik Petri kapları frekansları ve yoğunlukları değişen elektrik alanlarının uygulama sağlar nitro uygulama sistemi, TTFields kullanılarak gerçekleştirilir. Seramik Petri kapları altındaki lamelleri kaplama Kanserli hücre hatları, hücre sayımı ve klonojenik tahlilleri gibi tedavi sonuç testleri, kolaylaştırmak için çeşitli frekanslarda iki ortogonal yönde teslim TTFields tabi tutulur. Bu raporda sunulan sonuçlar hücre sayımı ve klonojenik tahlilleri ile ilgili olarak TTFields optimal frekans bilgilerini yumurtalık ve glioma hücreleri için, 200 kHz olduğunu göstermektedir.
Tümör tedavisi Sahası (TTFields) glioblastoma multiforme ve potansiyel olarak diğer kanser türlerinin tedavisi için bir anti-mitotik yöntemidir. Alanları tümör, 1, 2 bölgeye elektrik alanları sırayla değişen, düşük yoğunlukta sürekli uygulanması (1-3 V / cm), ara frekans (100-500 kHz) ile teslim edilmiştir. In vitro ve in vivo olarak TTFields uygulaması çeşitli kanser hücre kuşaklarının büyümesini ve çeşitli hayvan tümör modellerinde, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 tümör ilerlemesini önleyen gösterilmiştir. glioblastoma ve küçük hücreli olmayan akciğer kanseri dahil olmak üzere katı tümörler, hastalarda pilot klinik çalışmalarda ve daha büyük randomize çalışmalar, demonst sahipSürekli TTFields uygulamasının emniyetini ve etkinliğini 8 , 9 , 10 olarak derecelendirdi. TTFields'in etkinliği şu şekilde bulundu: (1) frekansa bağlı, spesifik optimal frekanslar, farklı kökenden 1 , 2 , 4 , 5 , 6 , 7 kaynaklı hücre hatlarının hücre sayımlarında en fazla azalmaya neden olur; (2) yaklaşık 1 V / cm'de aktivite için minimum bir eşik ve 1 , 2 , 7 , 11 daha güçlü yüksek yoğunluklarla , elektrik alan yoğunluğuna bağlı; (3) tedavi süresi daha uzun olduğunda artmış 5 ; Ve (4) 2 yönlü TTFields her otonom için dikey olarak uygulandığında daha yüksekTek bir yönden uygulanan elektrik alanlarına kıyasla 1 . Yukarıdaki bulgulara dayanarak, TTFields, tümör yatağındaki elektrik alan şiddetini en üst düzeye çıkarmak için hastanın cildinde lokalize olan 2 set dönüştürücü diziyi kullanarak uzun süreler boyunca hastalara uygulanabilir 12,13.
TTField'lerin kanserli hücreler üzerindeki etkilerini in vitro olarak incelemek şu anda belirli bir tümör türüne uygulanacak en uygun frekansı belirlemenin tek yolunu sağlamaktadır. Optimum frekansı test etmek için, 100-500 kHz aralığında farklı frekansların ve hücre kültürüne 3 V / cm karekök kareye (RMS) kadar şiddet uygulamanın yapılmasına izin veren bir cihaz gerekir. TTFields uygulaması ısı üretirken, uygulama sistemi sıcaklık üzerindeki sıkı kontrolü sürdürürken aşırı sıcaklığı dağıtma yeteneğini gerektirir.
Birkaç cihaz dahaE, hücre kültürlerine 1 , 2 , 5 , 14 , 15 , 16 TTFields uygulamasına izin vermek için yıllar boyunca geliştirildi. Bütün bu cihazlarda, elektrot yüzeyinde elektron değişimi ve zehirli metal iyonlarının ortam 1 içine salınması gibi iletken elektrotların kullanılmasına ilişkin uyarıları önlemek için kullanılan elektrotlar izole edildi. Test edilen çeşitli TTFields uygulama sistemleri arasındaki temel fark, 2 , 14 , 15 , 16 nolu izolatör ince bir film ile yalıtılmış metal tellerden yapılmış ya da yüksek dielektrik sabitli bir materyal ile ( örn. Kurşun magnezyum niobat-kurşun titanatE (PMN-PT)) 6 . İzoleli tel elektrotlar, TTFields uygulaması için nispeten basit ve uygun maliyetli bir çözüm sunarken, genellikle 1 V / cm eşiğin üzerindeki efektif elektrik alan şiddetlerini elde etmek için gerekli olan yüksek voltaj ve hücre kaplaması için mevcut olan yüzey ile sınırlıdır, Çünkü elektrotlar arasındaki mesafe nispeten azdır. Yüksek dielektrik sabit bir malzeme kullanılarak izole edilmiş elektrotlara dayanan sistemler özel tasarım ve imalat kabiliyetleri gerektirir, ancak yüksek voltaj gerektirmezler ve elektrotlar arasında hücre büyümesi için daha büyük bir alan sunabilirler.
Bu çalışmada kullanılan TTFields in vitro uygulama sistemi, yüksek dielektrik sabit seramikten ( yani, PMN-PT) oluşan bir Petri kabı (TTFields çanak, bkz. Şekil 1 ) olan çekirdek birimi olan ikinci sistem sınıfına aittir. İki çift elektrod, dış duvar üzerinde dikey olarak basılmaktadır2 doğrultudan elektrik alanlarının uygulanmasına izin vermek için bir TTFields tabakının ls'si. Elektrotlar, 50-500 kHz frekans aralığında TTField uygulamasına izin veren bir sinüzoidal dalga formu üreteci ve bir yükselticiye bağlanır. Aşırı ısıyı dağıtmak için, TTFields bulaşıkları bir buzdolabında inkübatöre konur; orta sıcaklık kontrolü, çanak sıcaklığının sabit izlenmesi ve sistem tarafından uygulanan voltaja yapılan ayarlamalar kullanılarak gerçekleştirilir. Uygulamada, kuluçka makinesini daha düşük bir sıcaklığa ayarlamak, çanak içindeki hedef sıcaklığa ulaşılana kadar sistem voltajı arttırdığı için daha yüksek elektrik alan şiddetine yol açacaktır. Çanak içindeki sıcaklık ile inkübatör sıcaklığı arasındaki fark, sıcaklık gradyanlarına bağlı olarak biraz buharlaşmaya neden olabilir; Dolayısıyla, yeterli büyüme koşullarını korumak için kültür ortamının her 24 saatte değiştirilmesi gerekiyor.
Aşağıdaki protokolTTField frekanslarının kanserli hücrelere uygulanmasını optimize etmek için deneysel prosedürü açıklar, böylece hücre sayımında azami bir azalma ve hayatta kalan hücrelerin koloni oluşturmak için potansiyelinde bir azalma sağlanır.
TTFields düzgün ayarlanmış alternatif elektrik alanları, 1, 2, 8, 9, 10, 17 sürekli bir uygulamaya dayalı yükselen bir anti-tümör yöntemidir. Anti-tümör etkinliğini maksimize tedavi yöntemleri için istenen bir sonuçtur. Böylece, kanserli hücre büyümesi inhibisyonu her ek yüzde "mücadele" hastalar için uzun süreli klinik sonuç üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Bu, TTFields uygulamanın gerekli olan sürekli doğası ve elde edilen toplam etki göstermektedir. Maksimize TTFields uygulama çeşitli yollarla elde edilebilir: (1) elektrik alan yoğunluğu 1, 7, artan (2) uzatma tedavi süresi 5, (3) en etkili combinati bulma18 , 19 ve (4) en iyi frekansı tanımlayan diğer tedavi modaliteleri ile birlikte 1 , 2 , 4 , 6 , 7 . Tümör sahasında elektrik alan şiddetinin en üst düzeye çıkarılması, dizilerin konumunu hasta cildi üzerinde optimize etmek suretiyle sağlanır; Bu, hastanın 20 bireysel anatomisine dayanılarak maksimal alan yoğunluğunun tümöre verilmesini sağlar. Uzun süreli tedavi süresi çoğunlukla hastanın tedaviye uyumluluğuna (günde en az 18 saat) dayanıyor. Diğer terapilerle doğru kombinasyonun bulunması ve optimal frekansın belirlenmesi, TTFields tedavi sonuçlan için geçerli bir belirteç bulunmadığından şu anda in vitro sonuçlar üzerine kuruludur. Bu çalışmada, deneysel pTTFields in vitro uygulama sistemini kullanarak kanserli hücre çizgileri için optimal TTField frekansını belirlemek için gereken rolü. Burada açıklanan yöntemler, diğer kanser tedavi yöntemlerinin ( örn., Kemoterapi ajanları veya ışınlama) TTField'larla kombinasyonunun taranması ve her bir spesifik kombine tedavi için TTFields uygulaması için en uygun frekansı belirlemek için potansiyel olarak kullanılabilir.
Daha önceki yayınlar doğrultusunda, burada gösterilen sonuçlar, hem gliom hücreleri hem de yumurtalık kanseri hücrelerinin tedavisinde en uygun sıklığın 200 kHz 1 , 7 olduğunu ortaya koymaktadır. Bu çalışmada, klonojenik potensiyeli azaltmak için en uygun TTFields frekansının, maksimum sitotoksik etkiye yol açan frekansla ilişkili olduğunu ilk kez gösterdik. Bu çalışmada TTField'lerin ( yani sitotoksik ve klonojenik) etkilerini ölçmek için kullanılan yöntemlerTedavi sonuçlarını değerlendirmek için olası birçok standart son nokta testinden sadece iki tanesidir. İlave tedavi sonuç testleri şunları içerir: (1) hücre içi yapıların görüntülenmesi için hücrelerin üzerine mikroskop uygulanan lamelleri sabitleme, lekelenme ve monte etme; (2) TTFields bulaşıklarının kendisinden veya lamelin yeni bir atılabilir tabak içine aktarılmasından sonra, protein ve RNA özütlerinin deneylerini gerçekleştirmek; Ve (3) akış sitometrisi analizi için lekelenmiş hücrelerin tripsinizasyonunu içerir.
Dikkatli bir deney planlaması, TTFields'in verilmesinden sonraki tedavi sonuçlarını etkiler. Kilit adımlar arasında, deney boyunca hücre çoğalmasının, hassas hücre hatlarına uygulandığında çok yüksek yoğunluklar gerekli testler için çok az sayıda hücre belirleyecek şekilde aşırı büyüme ve uygun elektrik alan yoğunluğuna yol açmamasını sağlamayı içerir. En uygun frekans. Tersine, TTFields çok düşük yoğunluklarda uygulanırDaha az duyarlı hücre çizgileri üzerinde, doğal değişimler tarafından maskelenebilen küçük etkilere yol açacaktır. İşlem kayıtları, sıcaklık kararlılığı, elektrik akımları ve deney boyunca her yemeğin direnci ile ilgili değerli bilgiler için incelenmelidir. Tedavi başlangıcındaki hatalı tabakların değiştirilmesi ve arzu edilen tedavi parametrelerini karşılamayan bir tabaktan alınan verilerin hariç tutulması, tekrarlar arasındaki değişkenliği en aza indirecektir.
Özetle, TTFields, 8,9,10 klinik ortamlarda etkinlik ve güvenlik gösterdiği ortaya çıkan bir antikanser tedavi modalitesidir. Burada açıklanan protokolleri kullanarak bir in vitro ortamda TTField'ları test etmek, klinik ortamda TTFields tedavi parametrelerinin optimizasyonuna izin verebilir ve alttaki etki mekanizması konusundaki anlayışımızı genişletebilir.
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar hiçbir onayları var.
inovitro system and software | Novocure | ITG1000 and IBP1000 | Each unit contains 1 TTFields generator, 1 base plate, 8 TTFields dishes with covers and 1 flat cable. |
Sterilization bags | Westfield medical | 24882 | |
Plastic cover slides | Thermo Scientific (NUNC) | 174977 | Pre treated and sterilized |
Glass cover slides | Thermo Scientific (Menzel-Gläser) | CB00220RA1 | Sterilize if necessary |
Dulbecco’s modified Eagle’s medium | Biological Industries (Israel) | 01-055-1A | Warm in 37 °C water bath before use |
RPMI 1640 | Gibco | 21875-034 | Warm in 37 °C water bath before use |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Biological Industries (Israel) | 04-007-1A | Warm in 37 °C water bath before use |
L-Glutamine 200mM (100X) | Gibco | 25030-029 | |
Pen/Strep (10000 U/mL Penicillin, 10000 µg/mL Streptomycin) | Gibco | 15140-122 | |
Sodium Pyruvate solution 100 mM | Biological Industries (Israel) | 03-042-1B | |
Hepes buffer 1M | Biological Industries (Israel) | 03-025-1B | |
Insuline solution from bovine pancreas | Sigma-Aldrich | 10516-5ML | |
0.25% Trypsin/EDTA | Biological Industries (Israel) | 03-050-1B | Warm in 37 °C water bath before use |
Methanol | Merck | 1.06009.2511 | Cool to -20 °C in the freezer before use |
Crystal violet | Sigma-Aldrich | 120M1445 | Harmful. Prepare 0.1% w/v crystal violet solution in 25% Methanol 75% water. |
Light detergent | Alcononx | 242985 | Prepare 5% solution in water, or according to manufacurer's instrutions. |
PBS | Biological Industries (Israel) | 02-023-1A | Without calcium and magnesium |
A2780 | ECACC | 93112519 | Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/Ml), sodium pyruvate (1 mM) and Hepes buffer (12mM). |
F98 | ATCC | CRL-2397 | Grow in Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/Ml), sodium pyruvate(1 mM) and glutamine (2mM). |
Ovcar-3 | ATCC | HTB-161 | Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (20%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/Ml), sodium pyruvate (1 mM), Hepes buffer (12 mM) and insuline (10 µg/mL). |
U-87 MG | ATCC | HTB-14 | Grow in Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/Ml), sodium pyruvate(1 mM) and glutamine (2mM). |
refrigirated CO2 incubator | CARON | 7404-10-3 | |
Laminar flow cabinet | ADS Laminair | Bio12 and VSM12 |