Введем протокол для генерации больших чисел (тысяч до сотен тысяч) одинакового размера и составом контролируемых опухолевых сфероидов, используя коммерчески доступные микролуночные пластины.
Опухолевые Сфероиды получают все большее признание в качестве важного пробирке модель в для поведения опухолевых клеток в трех измерениях. Более физиологически актуальны, чем обычные приверженцем листов культур, они более точно воспроизводят сложность и взаимодействие, присутствующие в реальных опухолей. Для того, чтобы использовать эту модель, чтобы лучше оценить биологии опухоли или эффективность новых терапевтических средств, необходимо, чтобы иметь возможность генерировать сфероидов воспроизводимо, контролируемым образом и в значительных количествах.
Система состоит из AggreWell высокой плотности массива пирамидальной формы лунки, в которую собой суспензию одиночных клеток центрифугируют. В число клеток кластеризации в нижней части каждую микролунку, а также количество и соотношение различных типов клеток, участвующих зависят только от свойств суспензии, введенной экспериментатором. Таким образом, мы способны генерировать опухоли сфероидов произвольного размера и состава сиз необходимости для изменения базовой технологической платформы. Сотни лунок на квадратный сантиметр площади поверхности культура, в свою очередь гарантировать, что чрезвычайно высокие уровни производства могут быть достигнуты с помощью простой, nonlabor интенсивно процесса. Поэтому мы ожидаем, что этот протокол будет в целом полезно для исследователей в области сфероида опухоли.
Существует больше доказательств, что опухолевые клетки ведут себя по-разному в трехмерных культурах, чем они делают при культивировании на пластике, и что терапевтические агенты, определенные на обычных тканевых культур платформ может потерять эффективность, когда перешли к более физиологически соответствующей системы 1. Поэтому желательно, чтобы изучить поведение раковых клеток в этих условиях, как, чтобы получить информацию об их основной биологии, а также увеличить вероятность успеха перехода новых терапевтических агентов от скрининга объекта в клинику. Один полезную модель системы с долгой историей использует трехмерные кластеры раковых клеток, известных как опухолевых сфероидов 1,2. В идеале, методы формирования сфероида позволило бы производство большого числа однородных сфероидов, размер и состав под контролем экспериментатора. В то время как висит падение и хорошо пластина приближается 3,4 в состоянии выполнить некоторые из этих реquirements, пропускная как правило, ограничивается, и поколение большого числа сфероидах становится задачей трудоемкой.
Недавно мы разработали систему для решения аналогичных проблем в регенеративной области медицины 5. Применение принудительной агрегации в рамках серии плотно упакованных микронного масштаба скважины (см. рисунок 1), этот подход допускает образование сфероидов с произвольным количеством клеток, в том числе смеси нескольких типов клеток 6, а также включение различных биоматериалов 7. Сфероиды образуются в больших количествах – тысячи до сотен тысяч или более – и может быть извлечена сразу или сохранить в лунки в которых они образовались со средней обмен на по крайней мере один 8 до двух (неопубликованные наблюдения) недель. Эта система, таким образом, хорошо подходят для генерации большого количества военной форме и воспроизводимых опухолевых сфероидов для оценки Effectiveness новых противоопухолевых агентов или основных биологических исследований.
Мы создали систему, при которой большое количество однородных сфероидов может быть получена из нескольких клеточных линий из различных источников. Нам еще предстоит столкнуться с приверженцем клеточной линии, что не образует сфероидов в этих условиях. Ранее мы уже наблюдали потерю клеток в популяциях, подверженных anoikis 5,8, однако на сегодняшний день этот вопрос не возник с линиями опухолевых. Система произвольно масштабируемой с площадью поверхности, с поведением последовательной через лунки в 24-колодец и формате 6-а, а также прототипов биореакторах, содержащих 50000 микролунки каждый настоящее время разрабатываются.
Если сфероид асимметрия быть проблемой, время инкубации в шаге 4.8 может быть увеличена до двух-трех дней. Spheroids также можно инкубировать в течение периода после извлечения из лунок, чтобы увеличить симметрию, однако в этом случае необходимо соблюдать осторожность, чтобы сохранить плотность культуры достаточно низкой, как сфероидов в контакте друг с другом Wiбудете часто сливаются в более крупные структуры. По этой причине, мы ранее поддерживали культур в лунки, в которых были сформированы агрегаты, с основным ограничением является размер сфероида. Это, в свою очередь, является функцией как скорость роста и начальным размером 8, и если расширенный культура в планшете планируется, это следует учитывать заранее. Опции для предотвращения чрезмерно быстрый рост, если она произойдет, включают либо начиная с небольших сферических частиц, или с использованием более крупных лунки на AggreWell 800 пластины.
Если сфероиды не в состоянии увеличить в согласованности с течением времени, один из потенциальных причин может быть гибель клеток. В частности, в более крупные агрегаты высоко метаболически активных клеток, ограничения массовые транспортные по доставке кислорода и необходимых питательных веществ может привести к некротической сердечника 2 – таким образом Несвязные сфероид может быть просто следствием чрезмерной клеточной смерти. Кроме того, измерения механической coheSion сфероидов были использованы для оценки межклеточные силы связи, в связи с метастатическим потенциалом данной клеточной линии 13. Было бы интересно исследовать взаимосвязь между сфероида формы и метастатического потенциала, возможно, с использованием морфометрических таких как округлости и периметра к соотношения площадей.
В дополнение к исследования механических и морфометрических свойств сфероидов, монтаж в системе микропланшетным позволяет масштабную производство смешанного состава сфероидах, состоящая из комбинации нескольких типов и / или биоматериалов 6,7 клеток. Взаимодействия опухолевых клеток с другими типами клеток играют важную роль в более тесно моделировать поведение опухолей в естественных условиях 14, при этом он может представлять интерес для генерации сфероидов из опухолевых клеток в сочетании с фибробластами и эндотелиальными клетками, например. Микрочастицы различных биоматериалов также могут быть включены, и может повлиять на SPHeroid свойства как непосредственно через их взаимодействия с клетками 7,15, а также в качестве резервуаров для контролируемого высвобождения факторов роста и цитокинов в глубь сфероида 16.
Если есть беспокойство по поводу бесплодия, например при работе с планшете, в котором ранее был использован некоторые скважины, которые, возможно, провел некоторое время в инкубаторе в рамках предыдущего эксперимента, колодцы могут быть повторно стерилизована с 70% этанола в воде.
После того, как сфероиды были сформированы, они также могут быть отделены от остаточных некорпорированных клеток пропусканием суспензии через ячейки сетчатого фильтра. Отдельные клетки будут проходить, в то время как сферические частицы будут сохранены. Если сфероид подозревается в проливая потенциально метастатических клеток в течение культуры, может быть желательным для выполнения этой процедуры несколько раз – первоначально для удаления некорпоративные клетки, а затем изолировать purifieг популяции клеток, выделяемых сфероидов.
The authors have nothing to disclose.
Эта работа финансировалась в Университете Калгари, в соответствии с новым следователем пуска гранта доктора 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 |