גידול טיפול פילדס (TTFields) מתקיים וידוע טיפול יעיל נגד סרטן שיועבר דרך היישום הרציף, לא פולשנית של בעצימות נמוכות, בינוני-תדר, לסירוגין שדות חשמליים. יישום TTFields שורות תאים באמצעות מערכת יישום במבחנת TTFields ב מאפשר קביעת התדירות האופטימלית שמובילה לירידה הגבוהה ביותר ספירת תאי.
שדות טיפול בגידולים (TTFields) הם שיטת טיפול יעילה המסופקת באמצעות יישום מתמשך, לא פולשני, של עוצמה נמוכה (1-3 V / cm), המשתנים שדות חשמליים בטווח התדרים של כמה מאות קילו-הרץ. המחקר של TTFields בתרבית רקמות מתבצע באמצעות TTFields במערכת המבחנה יישום, אשר מאפשר את היישום של שדות חשמליים של תדרים שונים ועוצמות כדי צלחות פטרי קרמיקה עם קבוע דיאלקטרי גבוה (5,000>). שורות תאים סרטניים מצופים על coverslips בתחתית מנות פטרי קרמי כפופים TTFields נמסר בשני כיוונים אורתוגונליים בתדרים שונים כדי להקל על תוצאות בדיקות הטיפול, כגון ספירת תאים מבחני clonogenic. התוצאות המוצגות בדו"ח זה מראות כי התדר האופטימלי של ה- TTFields ביחס לספירות התאים וגם לבדיקות הקלונוגניות הוא 200 קילו-הרץ לתאי שחלות ודליומות.
פילדס טיפול גידול (TTFields) מתקיים וידוע אנטי המיטוטי לטיפול multiforme גליובלסטומה וסוגי סרטן אחרים בפוטנציה. השדות מועברות באמצעות יישום מתמשך של בעצימות נמוכה (1-3 V / ס"מ), בתדר ביניים (100-500 קילו-הרץ), לסירוגין שדות חשמליים לאזור של הגידול 1, 2. יישום TTFields במבחנה ובחי הוצג לעכב גם את הצמיחה של שורות תאים סרטניות שונות ואת ההתקדמות של הגידולים במודלים שונים של גידולים בעלי חי 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. ניסויים קליניים פיילוט ומחקרים אקראי גדול בחולים עם גידולים מוצקים, כולל גליובלסטומה וסרטן ריאות מסוג תאים לא קטנים, יש demonstדורג הבטיחות והיעילות של יישום 8 TTFields הרציף, 9, 10. יעילותה של TTFields נמצאה להיות: (1) תדירות תלויה, עם תדרי מיטביים ספציפיים שהובילו להפחתה הגבוהה ביותר ספירת התאים של שורות תאים ממקורות שונים 1, 2, 4, 5, 6, 7; (2) עוצם תלוי שדה חשמלי, עם סף מינימאלי לפעילות בסביבות 1 V / סנטימטר ועוצמות 1 גבוהות יותר חזקות, 2, 7, 11; (3) משופר כאשר משך הטיפול היה ארוך 5; ו (4) גבוה יותר כאשר 2 TTFields כיוונית יושמו בניצב כל othאה, לעומת שדות חשמליים להחיל מ בכיוון אחד בלבד 1. בהתבסס על הממצאים הנ"ל, ניתן ליישם TTFields לחולים עבור משכי זמן באמצעות 2 סטים של מערכים מתמרים המקומיים על העור של המטופלים על מנת למקסם את עוצמות שדה החשמליות במיטת הגידול 12, 13.
חקר ההשפעה של TTFields על תאים סרטניים במבחנה מספק כיום הדרך היחידה לקבוע את התדירות האופטימלית לחול על סוג גידול ספציפי. בדיקה עבור התדר האופטימלי דורש מכשיר המאפשר יישום של תדרים שונים בטווח של 100-500 קילו-הרץ ו בעוצמות של עד 3 V / ס"מ שורש ממוצע הריבועים (RMS) לתרבות התא. כיישום TTFields מייצרת חום, מערכת היישום דורש את היכולת לפזר חום מופרז תוך שמירה על שליטה הדוקה על הטמפרטורה.
מספר התקנים were שפותחה לאורך השנים על מנת לאפשר יישום TTFields כדי תרביות תאים 1, 2, 5, 14, 15, 16. בכל התקנים אלה, האלקטרודות השתמשו היו מבודדות כדי למנוע את האזהרות מעורבות עם השימוש אלקטרודות מוליך, כגון חילופי אלקטרונים על פני שטח האלקטרודה ואת שחרורו של יוני מתכת הרעילים לתוך המדיום 1. ההבדל העיקרי בין מערכות יישום השונות TTFields נבדקות הוא הסוג של בידוד אלקטרודה בשימוש, גם עם אלקטרודות עשויות חוטי מתכת מבודדים עם שכבה דקה של מבדד 2, 14, 15, 16 או עם חומר דיאלקטרי-קבוע גבוה (למשל, titanat niobate-עופרת מגנזיום עופרתדואר (PMN-PT)) 6. בעוד אלקטרודות התילים המבודדים להציע פתרון פשוט יחסית וחסכוני עבור יישום TTFields, הם מוגבלים לעתים קרובות על ידי המתח הגבוה הנדרש כדי להשיג עוצמות שדה חשמלי יעילות מעל סף 1 V / סנטימטר ועל ידי המשטח הזמין עבור ציפוי תא, כמו המרחק בין האלקטרודות הוא קטן יחסית. מערכות המבוססות על אלקטרודות מבודדים באמצעות חומר דיאלקטרי-קבוע גבוה דורשות יכולות עיצוב וייצור מיוחדות, ובכל זאת הם אינם דורשים מתח גבוה והוא יכול להציע שטח גדול יותר עבור צמיחת תאים בין האלקטרודות.
מערכת היישום במבחנה ב TTFields המשמשת בעבודה זו השתייך האחרונה של מערכות, עם יחידת הליבה להיות בצלחת פטרי (צלחת TTFields, ראה איור 1) מורכב גבוה דיאלקטרי-מתמיד קרמיקה (כלומר, PMN-PT). שני זוגות של אלקטרודות מודפסים בניצב על החיצוני וולLs של צלחת TTFields כדי לאפשר את היישום של שדות חשמליים מ 2 כיוונים. האלקטרודות מחוברות לגנרטור גל גל סינוסואידלי ומגבר, המאפשרות יישום TTFields בטווח התדר של 50-500 קילו-הרץ. על מנת להפיג את החום המוגזם, מנות TTFields נשמרות בתוך חממה בקירור, עם בקרת טמפרטורה בינונית שבוצעה באמצעות ניטור מתמיד של טמפרטורת צלחת והתאמות למתח המופעל על ידי המערכת. בפועל, הגדרת החממה לטמפרטורה נמוכה יותר תוביל לעוצמות שדה חשמלי גבוהות יותר, כאשר המערכת מגדילה את המתח עד לטמפרטורת המטרה בתוך המנה. ההבדל בין הטמפרטורה בתוך המנה ואת הטמפרטורה חממה עלול להוביל כמה אידוי, בהתאם gradients טמפרטורה; לפיכך, המדיום התרבות צריך להיות מוחלף כל 24 שעות כדי לשמור על תנאי צמיחה נאותים.
פרוטוקול להלןמתאר את ההליך הניסויי כדי לייעל את היישום של תדרים TTFields לתאי סרטניים, כך ירידה מקסימלית בספירת התאים ואת הפחתת הפוטנציאל של התאים שורדים כדי ליצור מושבות מושגות.
TTFields הם מתעוררים נגד הגידול במודל מבוסס על יישום מתמשך של מכוון כראוי שדות חשמליים לסירוגין 1 , 2 , 8 , 9 , 10 , 17 . הגדלת היעילות נגד הגידול היא תוצאה רצויה לכל שיטות הטיפול. לכן, "לחימה" עבור כל אחוז נוסף של עיכוב הצמיחה של תאים סרטניים עשויה להיות השפעה משמעותית על התוצאה הקלינית לטווח ארוך עבור המטופלים. זאת בשל האופי הרצוף הנדרש של יישום TTFields ואת ההשפעה המצטברת שהתקבלה. הגדלת עוצמת השדה החשמלי 1 , 7 , (2) הארכת משך הטיפול 5 , (3) מציאת combinati היעיל ביותרעל שיטות טיפול אחרות 18 , 19 ו (4) הגדרת התדר האופטימלי 1 , 2 , 4 , 6 , 7 . הגדלת עוצמת השדה החשמלי באתר הגידול מושגת על ידי מיטוב מיקום המערכים על עור המטופל; זה מאפשר את המסירה של עוצמת השדה המקסימלי לגידול מבוסס על האנטומיה הפרט של החולה 20 . הארכת משך הטיפול מתבססת בעיקר על עמידת המטופל בטיפול (לפחות 18 שעות ביום). מציאת השילוב הנכון עם טיפולים אחרים וקביעת התדר האופטימלי נשענת במידה רבה על תוצאות במבחנה , שכן אין סמנים מאומתים עבור תוצאות הטיפול TTFields זמינים כעת. בעבודה זו, יש לנו מתאר את הניסוי pRocedures הנדרש כדי לקבוע את תדר TTFields אופטימלי עבור שורות תאים סרטניים באמצעות TTFields במבחנה יישום המערכת. השיטות המתוארות כאן עשויות לשמש כדי לבדוק את השילוב של שיטות טיפול בסרטן אחרות ( למשל, סוכני כימותרפיה או הקרנה) עם TTFields ולקבוע את התדר האופטימלי עבור ניהול TTFields עבור כל טיפול משולב ספציפי.
בקנה אחד עם פרסומים קודמים, התוצאות המוצגות כאן מראים כי התדר האופטימלי לטיפול של שני תאים דליומה ותאי סרטן השחלות הוא 200 קילוהרץ 1 , 7 . בעבודה זו, הוכחנו לראשונה כי תדר TTFields אופטימלי כדי להפחית את הפוטנציאל הקלונוגני קשורה תדר המוביל אפקט ציטוטוקסי מקסימלי. השיטות המשמשות בעבודה זו לכמת את ההשפעות של TTFields ( כלומר, ציטוטוקסיות וקלונוגניות)מחדש רק שניים מבחני הסיום סטנדרטיים רבים ניתן להעריך את תוצאות הטיפול. בדיקות ותוצאות טיפול נוספות כוללות: (1) תיקון, צביעה, ואת ההרכבה של coverslips שבו התאים מצופים מעל מיקרוסקופ עבור ההדמיה של מבנים תאיים; (2) ביצוע מבחנים של תמציות חלבון ו RNA, או מן המנות TTFields עצמם או לאחר העברת coverslip לצלחת הפנויה חדשה; ו (3) trypsinizing תאים מוכתמים לניתוח cytometry זרימה.
תכנון ניסיוני זהירות ישפיע על תוצאות הטיפול לאחר מסירת TTFields. השלבים העיקריים כוללים הבטחה כי התפשטות התאים לאורך הניסוי אינה מובילה יתר ושימוש עוצמת השדה החשמלית המתאימה, כפי בעוצמות גבוהות מדי כאשר מוחלים על שורות תאים רגישות יגרום תאים מדי כמה עבור המבחנים נדרשו לקבוע התדירות האופטימלית. לעומת זאת, TTFields מיושם בעוצמות נמוכות מאודעל קווי תאים רגישים פחות תביא השפעות קטנות שעלולות להיות רעולי פנים על ידי וריאציה מובנית. יש לבדוק את יומני הטיפול לקבלת מידע בעל ערך לגבי יציבות הטמפרטורה, זרמי חשמל והתנגדות לכל מנה ומאכל במהלך הניסוי. החלפת מנות פגומות בטיפול להתחיל ולכלול נתונים ממאכל שלא עמד בפרמטרים הטיפול הרצוי יהיה למזער את השונות בין משכפל.
לסיכום, TTFields הם מתודולוגיית טיפול נגד סרטן שכבר הוכיחה יעילות ובטיחות בהגדרות הקליניות 8 , 9 , 10 . בדיקת TTFields בהגדרה חוץ גופית באמצעות הפרוטוקולים המתוארים כאן עשויה לאפשר אופטימיזציה של פרמטרים טיפול TTFields בסביבה קלינית עשויה להרחיב את ההבנה שלנו של מנגנון הפעולה הבסיסית.
The authors have nothing to disclose.
אין מחברים תודות.
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 |