Valutazione di biomarcatori in Glioma mediante immunoistochimica su paraffina 3D Glioma Neurosphere culture
Summary
Neurosfere coltivate come 3D culture costituiscono un potente strumento per studiare la biologia di glioma. Qui presentiamo un protocollo per eseguire esame immuno-istochimico pur mantenendo la struttura 3D di glioma neurosfere mediante inclusione in paraffina. Questo metodo consente la caratterizzazione delle proprietà neurosphere glioma ad esempio di staminalità e del differenziamento neurale.
Abstract
Analisi dell’espressione proteica in glioma sono rilevante per diversi aspetti nello studio della sua patologia. Numerose proteine sono state descritte come biomarcatori con applicazioni nella diagnosi, prognosi, classificazione, stato di progressione del tumore e stato di differenziazione delle cellule. Queste analisi di biomarcatori sono anche utili per caratterizzare tumore neurosfere (NS) generato da glioma pazienti e modelli di glioma. Tumore NS forniscono un modello prezioso in vitro per valutare diverse caratteristiche del tumore da cui sono derivate e più accuratamente possibile specchio glioma biologia. Qui descriviamo un metodo dettagliato per analizzare biomarcatori nel tumore NS usando immunohistochemistry (IHC) su paraffina-incastonato del tumore NS.
Introduction
I gliomi sono i tumori solidi primari del sistema nervoso centrale classificati dalle loro caratteristiche fenotipiche e genotipiche secondo l’ organizzazione mondiale della sanità1. Questa classificazione incorpora la presenza o l’assenza di mutazioni di driver, che rappresentano una fonte interessante di biomarcatori2. Biomarcatori sono caratteristiche biologiche che possono essere misurate e valutate per indicare processi normali e patologici, come pure la risposta farmacologica ad un intervento terapeutico3. Biomarcatori possono essere rilevati nel tessuto del tumore e cellule derivate da glioma, permettendo la sua caratterizzazione biologica in diversi aspetti. Alcuni esempi di biomarcatori di glioma mutato Isocitrato deidrogenasi 1 (IDH1), un enzima del mutante caratteristico dei gliomas di qualità inferiore connesso con migliore prognosi4. IDH1 mutato è espressa frequentemente in combinazione con TP53 e sindrome ritardo mentale/di alfa-talassemia X-collegata (ATRX)-mutazioni inattivanti, definendo un glioma specifico sottotipo4,5. Mutazioni inattivanti ATRX anche verificano nel 44% dei gliomas di prima scelta pediatrica2,6 e sono state associate con i tumori aggressivi e l’instabilità genomica6,7. Inoltre, i gliomi pontine intrinseci diffusi pediatrici (DIPG) sono differenziati in sottogruppi secondo la presenza o l’assenza di una mutazione K27M nel gene di istone H3 H3F3A o in HIST1H3B/C gene1,6. Pertanto, l’introduzione di caratterizzazione molecolare permette la suddivisione, studio e trattamento dei gliomi come entità separate, che più vi permetterà lo sviluppo di ulteriori terapie per ogni sottotipo mirate. Inoltre, l’analisi dei biomarker può essere utilizzato per valutare i diversi processi biologici quali apoptosi8, autofagia9, ciclo cellulare progressione10, cellula proliferazione11e differenziazione delle cellule12 .
Modelli animali geneticamente ingegnerizzati che harbor le lesioni genetiche presenti nei cancri umani sono fondamentali per lo studio delle vie che mediano di progressione di malattia di segnalazione. Il nostro laboratorio ha implementato l’utilizzo del sistema transposase Sleeping Beauty (SB) per sviluppare modelli murini geneticamente di glioma che harboring le mutazioni specifiche che ricapitolano glioma umano sottotipi13,14. Caratteristiche salienti del mirroring presentano nei tumori in situ15, questi modelli murini geneticamente sono utilizzati per la generazione di NS tumore-derivato, che consentono gli studi in vitro in un sistema 3D. Inoltre, il trapianto di orthotopical di NS nei topi può generare tumori secondari che conservano le caratteristiche del tumore primario e imitano le proprietà istopatologiche, genomiche e fenotipiche del tumore primario corrispondente15.
Nella coltura privo di siero, cellule di tumore cerebrale con proprietà delle cellule staminali possono essere arricchite e in presenza di fattori di crescita epidermici (EGF) e fattori di crescita del fibroblasto (FGF), può essere coltivate come singole colonie di cellule derivate come culture NS. In questo sistema di coltura selettiva, la maggior parte delle cellule di differenziazione o differenziate rapidamente muoiono, mentre cellule staminali dividere e formare i cluster cellulari. Questo consente la generazione di una cultura di NS che mantiene glioma tumore caratteristiche16,17,18. Glioma NS può essere utilizzato per valutare diversi aspetti della biologia del tumore, tra cui l’analisi di biomarcatori che hanno applicazioni nella diagnosi, prognosi, classificazione, stato di progressione del tumore e stato di differenziazione delle cellule. Qui, abbiamo dettaglio un protocollo per generare glioma NS e incorporare le culture 3D in paraffina per essere utilizzato per la colorazione IHC. Uno dei vantaggi di fissaggio e l’incorporamento di glioma NS è che la morfologia del NS è mantenuta meglio rispetto ai convenzionali cytospin metodo19, in cui glioma NS sono sottoposti a manipolazione stressante per dissociazione delle cellule e diventare appiattito. Inoltre, l’incorporamento estingue qualsiasi espressione endogena fluoroforo da tumore geneticamente NS, consentendo la colorazione attraverso gli spettri di fluorescenza. L’obiettivo generale di questo metodo è quello di preservare la struttura 3D delle cellule di glioma attraverso una processo di inclusione a paraffina e consentire la caratterizzazione di glioma neurosfere usando immunohistochemistry.
Protocol
Representative Results
Discussion
In questo articolo, abbiamo dettaglio un metodo versatile e riproducibile per eseguire esame immuno-istochimico su paraffina glioma NS, che mantengono la caratteristica struttura 3D delle cellule del tumore crescendo nel cervello in situ. Questa tecnica possiede i seguenti vantaggi rispetto all’utilizzo di cellule piastrate su vetro o superfici in plastica: io) conservazione della struttura 3D del NS; II) evitando di stress di dissociazione di cella prima dell’analisi dell’espressione della proteina; III) tempra…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato da istituti di salute nazionale Istituto nazionale dei disordini neurologici e colpo (NINDS/NIH) sovvenzioni R37-NS094804, R01-NS074387, R21-NS091555 a m.g.c.; NIH/NINDS concede R01-NS076991, R01-NS082311 e R01-NS096756 al Domaine; NIH/NINDS R01-EB022563; 1UO1CA224160; il reparto di neurochirurgia; Cuori felici di Leah m.g.c. e Domaine; e RNA biomedicina Grant F046166 a m.g.c. f.m.m. è supportato da un F31 NIH/NINDS-F31NS103500. J.P. era sostenuto da una Fulbright-argentino Ministero dello sport e formazione Fellowship.
Materials
| Coated microtome blade HP35 | Thermo Scientific | 3150734 | |
| Microtome RM 2135 | Leica | MR2135 | |
| Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma-aldrich | HT501128-4L | |
| Rabbit polyclonal anti-ATRX, | Santa Cruz Biotechnology | sc-15408 | IHC, 1:250 dilution |
| Rabbit polyclonal anti-Ki-67 | Abcam | Ab15580 | IHC, 1:1000 dilution |
| Rabbit polyclonal anti-OLIG2 | Millipore | AB9610 | IHC, 1:500 dilution |
| Goat polyclonal anti-rabbit biotin-conjugated | Dako | E0432 | IHC, 1:1000 dilution |
| Vectastain Elite ABC HRP kit | Vector Laboratories Inc | PK-6100 | |
| BETAZOID DAB CHROMOGEN KIT | Biocare medical | BDB2004 L/price till 12/18 | |
| N-2 Supplement | ThermoFisher | 17502048 | |
| N-27 Supplement | ThermoFisher | A3582801 | |
| Accutase® Cell Detachment Solution | Biolegend | 423201 | |
| AGAROSE LE | GoldBio | A-201-1000 | |
| Genesee Sc. Corporation | Olympus 15 ml | 21-103 | |
| Genesee Sc. Corporation | TC-75 treated Flask | 25-209 | |
| Genesee Sc. Corporation | TC-25 treated Flask | 25-207 | |
| DMEM/F12 | Gibco | 11330-057 | NS media |
| HBSS | GibcoTM | 14175-103 | balanced salt solution |
| C57BL/6 | Taconic | B6-f | C57BL/6 mouse |
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