ونحن نقدم بروتوكول لتوليد أعداد كبيرة (آلاف إلى مئات الآلاف) من حجم موحد وتكوين الأجسام الشبه الكروية التي تسيطر عليها الورم، وذلك باستخدام لوحات microwell متاحة تجاريا.
يتم التعرف على نحو متزايد باعتبارها الكروية الورم في المختبر نموذجا هاما للسلوك الخلايا السرطانية في ثلاثة أبعاد. أكثر أهمية من الناحية الفسيولوجية من الثقافات ورقة ملتصقة التقليدية، فإنها ألخص أكثر دقة وتعقيد التفاعلات الموجودة في الأورام الحقيقي. من أجل تسخير هذا النموذج لتقييم أفضل لبيولوجيا الأورام، أو فعالية من وكلاء علاجية جديدة، فمن الضروري أن تكون قادرة على توليد الأجسام الشبه الكروية بتكاثر، في الطريقة التي تسيطر عليها وبأعداد كبيرة.
ويتكون النظام من مجموعة AggreWell عالية الكثافة من microwells على شكل هرم، الذي يتم طرد تعليق خلايا مفردة. أعداد خلايا تجميع في الجزء السفلي من كل microwell، وعدد ونسبة من أنواع الخلايا متميزة تشارك تعتمد فقط على خصائص التعليق قدم من قبل المجرب. وبالتالي، فإننا قادرون على توليد الأجسام الشبه الكروية الورم من حجم التعسفي وتكوينها معمن الحاجة إلى تعديل منصة تكنولوجيا الأساسي. مئات microwells لكل سنتيمتر مربع من مساحة سطح الثقافة بدورها ضمان مستويات إنتاج مرتفعة للغاية يمكن تحقيقها من خلال عملية مكثفة nonlabor مباشرة. وبالتالي فإننا نتوقع أن هذا البروتوكول سوف يكون مفيدا على نطاق واسع للباحثين في مجال كروي الورم.
هناك مجموعة متزايدة من الأدلة على أن الخلايا السرطانية تتصرف بشكل مختلف في ثلاث ثقافات الأبعاد مما يفعلون عندما مثقف على البلاستيك، وأن العوامل العلاجية التي تم تحديدها على منصات الأنسجة الثقافة التقليدية قد تفقد فعاليتها عندما انتقلت إلى نظام أكثر من الناحية الفسيولوجية ذات الصلة 1. ولذلك فمن المستحسن أن دراسة سلوك الخلايا السرطانية في ظل هذه الظروف، وذلك لاكتساب نظرة ثاقبة البيولوجيا الكامنة وراءها، وأيضا لزيادة معدل نجاح الانتقال كلاء علاجية جديدة من مرفق الفرز إلى العيادة. نظام واحد نموذجا مفيدا مع تاريخ طويل توظف مجموعات ثلاثية الأبعاد للخلايا السرطانية المعروفة باسم الورم 1،2 الكروية. من الناحية المثالية، فإن التقنيات لتشكيل كروي يسمح إنتاج أعداد كبيرة من الأجسام الشبه الكروية موحدة حجمها وتكوينها يتم التحكم من قبل المجرب. في حين شنقا الإفلات وكذلك لوحة نهج 3،4 قادرون على تحقيق بعض هذه إعادةيتطلبه، الإنتاجية تقتصر عادة، وتوليد أعداد كبيرة من الأجسام الشبه الكروية يصبح مهمة كثيفة العمالة.
وقد وضعنا مؤخرا نظاما لحل تحديات مماثلة في مجال الطب التجديدي 5. توظيف التجميع القسري ضمن سلسلة من المكتظ الآبار ميكرون النطاق (انظر الشكل 1)، وهذا النهج يسمح توليد الأجسام الشبه الكروية من أرقام التعسفي من الخلايا، بما في ذلك مخاليط من أنواع خلايا متعددة 6، فضلا عن إدماج مختلف المواد الحيوية 7. تتشكل الأجسام الشبه الكروية بأعداد كبيرة – الآلاف إلى مئات الآلاف أو أكثر – ويمكن استخراجها مباشرة أو الاحتفاظ بها في microwells التي تشكلت مع تبادل متوسطة لمدة واحد على الأقل 8 إلى اثنين (المراقبة غير منشورة) أسابيع. وبالتالي هي مناسبة هذا النظام بشكل جيد لتوليد أعداد كبيرة من الأجسام الشبه الكروية الورم موحدة وقابلة للتكرار لتقييم EFFEctiveness من وكلاء انتيتومور رواية أو التحقيقات البيولوجية الأساسية.
أنشأنا نظاما قد يتم إنشاء أعداد كبيرة من الأجسام الشبه الكروية موحدة من خطوط الخلايا متعددة من مصادر مختلفة. لدينا حتى الآن لمواجهة خط خلية ملتصقة التي لا تشكل الأجسام الشبه الكروية في ظل هذه الظروف. لاحظنا سابقا في فقدان الخلية السكان عرضة للanoikis 5،8، ولكن حتى الآن لم تنشأ هذه المسألة مع خطوط الورم. هذا النظام هو تحجيم بشكل تعسفي مع مساحة السطح، مع السلوك متناسقة عبر microwells في 24 جيدا وشكل 6 جيدا، وكذلك المفاعلات الحيوية التي تحتوي على النموذج 50،000 microwells كل قيد التطوير في الوقت الحاضر.
يجب كروي التماثل يكون مصدر قلق، ويمكن زيادة فترة حضانة في الخطوة 4.8 ليومين أو ثلاثة أيام. ويمكن أيضا أن المحتضنة الكروية لفترة بعد استخراج من microwells لزيادة التماثل، ولكن في هذه الحالة يجب توخي الحذر للحفاظ على كثافة منخفضة بما فيه الكفاية الثقافة، كما الكروية في اتصال مع واحد واي أخرىليرة لبنانية في كثير من الأحيان تندمج في الهياكل الأكبر حجما. لهذا السبب، حرصنا على الحفاظ سابقا الثقافات داخل microwells التي تشكلت المجاميع، مع الحد الأساسي هو حجم كروي. وهذا بدوره هو وظيفة كل من معدل النمو والحجم الأولي 8، وإذا تم التخطيط الثقافة تمديد داخل لوحة microwell، وهذا ينبغي النظر مقدما. وتشمل خيارات لمنع فرط، ينبغي أن يحدث، إما بدءا الكروية أصغر، أو توظيف microwells أكبر من لوحة AggreWell 800.
يجب أن تفشل الكروية لزيادة في التماسك مع مرور الوقت، قد يكون سببا محتملا احدة موت الخلية. خاصة في المجاميع أكبر من الخلايا عملية الأيض نشطة للغاية، ويمكن قيود النقل الجماعي على إيصال الأوكسجين والمواد المغذية الضرورية يؤدي إلى نواة نخرية 2 – بالتالي كروي غير متماسكة قد يكون ببساطة نتيجة لموت الخلايا المفرطة. بدلا من ذلك، قياسات cohe الميكانيكيةوقد استخدمت سيون من الأجسام الشبه الكروية لتقييم القوات ملزمة بين الخلايا، في العلاقة مع المحتملة المتنقل من خط خلية معينة 13. سيكون من المثير للاهتمام أن التحقيق في العلاقة بين شكل كروي والمحتملة المتنقل، ربما باستخدام المعلمات المورفومترية مثل الاستدارة ومحيط لنسبة المساحة.
بالإضافة إلى التحقيق في الخواص الميكانيكية والمورفومترية من الأجسام الشبه الكروية، والتجمع في النظام microwell يسمح الإنتاج على نطاق واسع من الأجسام الشبه الكروية مختلط تكوينها، تتألف من مزيج من أنواع خلايا متعددة و / أو المواد الحيوية 6،7. تفاعلات الخلايا السرطانية مع أنواع الخلايا الأخرى مهمة لنموذج أكثر عن كثب سلوك الأورام في الجسم الحي 14، وبالتالي فإنه قد يكون من مصلحة لتوليد الأجسام الشبه الكروية من الخلايا السرطانية في تركيبة مع الخلايا الليفية والخلايا البطانية، على سبيل المثال. ويمكن أيضا أن تدمج المجهرية الدقيقة لمختلف المواد الحيوية، ويمكن أن تؤثر على الإنتاج الاجتماعي للموئلخصائص eroid سواء بصورة مباشرة من خلال تفاعلها مع الخلايا 7،15، وكذلك خزانات للإفراج تسيطر عليها عوامل النمو والسيتوكينات في المناطق الداخلية من 16 كروي.
إذا كان هناك أي قلق حول العقم، وعلى سبيل المثال عند العمل مع لوحة microwell التي سبق لها أن استخدمت بعض الآبار والتي قد أمضوا بعض الوقت في حاضنة كجزء من التجربة السابقة، يجوز resterilized الآبار مع الايثانول 70٪ في الماء.
مرة واحدة وقد تم تشكيل الأجسام الشبه الكروية، كما انها قد تكون مفصولة من الخلايا الفردية المتبقية عن طريق تمرير تعليق على مصفاة الخلية. الخلايا الفردية سوف تمر من خلال، في حين سيتم الاحتفاظ الكروية. إذا اشتبه كروي من سفك خلايا يحتمل المنتشر على مدى ثقافة، قد يكون من المرغوب فيه أن تنفيذ هذا الإجراء عدة مرات – في البداية لإزالة الخلايا الفردية، وبالتالي إلى عزل purifieد السكان من الخلايا المنبعثة من الأجسام الشبه الكروية.
The authors have nothing to disclose.
وقد تم تمويل هذا العمل من قبل جامعة كالغاري، في ظل بدء المحقق منحة جديدة للدكتور Ungrin.
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
AggreWell 400 plate | StemCell Technologies Inc. | 27845/27945 | |
Rinsing Solution | StemCell Technologies Inc. | 07010 | |
Cell strainer (37 µm) | StemCell Technologies Inc. | 27215 | |
PBS | VWR / LONZA | CA12001-676 | |
Trypsin-Versene (EDTA) | VWR / LONZA | CA12001-660 | |
DMEM | VWR / LONZA | CA12002-212 | |
FBS | VWR / LONZA | CA-95042-112 | |
TrypLE | Invitrogen / Life Technologies | 12605010 | |
Inverted microscope | VWR / Motic | CA19000-610 | |
Allegra X15R centrifuge with carriers for standard well plates | VWR / Beckman | CABKA99465, CABK369704, CABK392806 | |
Laminar flow biosafety cabinet | ESBE / Baker | BKR-SG603AHEUVSP |