سير عمل الفحص السريع لتحديد العلاج المركب المحتمل ل GBM باستخدام الخلايا الجذعية الدبقي المشتقة من المريض
Summary
الخلايا الجذعية الورم الدبقي (GSCs) هي جزء صغير من الخلايا السرطانية التي تلعب أدوارا أساسية في بدء الورم، وتولد الأوعية، ومقاومة الأدوية في الورم الأرومي الدبقي (GBM)، ورم الدماغ الأولي الأكثر انتشارا وتدميرا. وجود GSCs يجعل GBM الحرارية جدا لمعظم العوامل الفردية المستهدفة، لذلك هناك حاجة إلى طرق فحص عالية الإنتاجية لتحديد العلاجات مزيج فعالة محتملة. يصف البروتوكول سير عمل بسيط لتمكين الفحص السريع للعلاج المركب المحتمل مع التفاعل التآزري. الخطوات العامة لسير العمل هذا تتكون من إنشاء GSCs لوسيفيراز الموسومة، وإعداد لوحات المغلفة matrigel، الجمع بين فحص المخدرات، وتحليل، والتحقق من صحة النتائج.
Abstract
الخلايا الجذعية الورم الدبقي (GSCs) هي جزء صغير من الخلايا السرطانية التي تلعب أدوارا أساسية في بدء الورم، وتولد الأوعية، ومقاومة الأدوية في الورم الأرومي الدبقي (GBM)، ورم الدماغ الأولي الأكثر انتشارا وتدميرا. وجود GSCs يجعل GBM الحرارية جدا لمعظم العوامل الفردية المستهدفة، لذلك هناك حاجة إلى طرق فحص عالية الإنتاجية لتحديد العلاجات مزيج فعالة محتملة. يصف البروتوكول سير عمل بسيط لتمكين الفحص السريع للعلاج المركب المحتمل مع التفاعل التآزري. الخطوات العامة لسير العمل هذا تتكون من إنشاء GSCs لوسيفيراز الموسومة، وإعداد لوحات المغلفة matrigel، الجمع بين فحص المخدرات، وتحليل، والتحقق من صحة النتائج.
Introduction
الورم الأرومي الدبقي (GBM) هو النوع الأكثر شيوعا وعدوانية من ورم الدماغ الأساسي. وفي الوقت الحالي، لا يزال البقاء العام لمرضى GBM الذين تلقوا أقصى قدر من العلاج (مزيج من الجراحة والعلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي) أقصر من 15 شهرا؛ لذلك هناك حاجة ماسة إلى علاجات جديدة وفعالة لGBM.
وجود الخلايا الجذعية الورم الدبقي (GSCs) في GBM يشكل تحديا كبيرا للعلاج التقليدي لأن هذه الخلايا الجذعية مثل تلعب أدوارا محورية في الحفاظ على البيئة الدقيقة الورم, مقاومة الأدوية, وتكرار الورم1. ولذلك، فإن استهداف المركبات العالمية استراتيجية واعدة لعلاج GBM2. ومع ذلك ، فإن العيب الرئيسي لفعالية الدواء في GBM هو طبيعته غير المتجانسة ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر الفرق في الطفرات الجينية ، والأنواع الفرعية المختلطة ، والتنظيم اللاجيني ، والبيئة الدقيقة للورم مما يجعلها انكسارية للغاية للعلاج. بعد فشل العديد من التجارب السريرية، أدرك العلماء والباحثون السريريون أن العلاج المستهدف بعامل واحد ربما يكون غير قادر على التحكم الكامل في تطور السرطانات غير المتجانسة للغاية مثل GBM. وحيث أنه تمت الموافقة على تركيبات أدوية مختارة بعناية لفاعلية هذه العقاقير من خلال تعزيز تأثير بعضها البعض بشكل تآزري، مما يوفر حلا واعدا لعلاج GBM.
على الرغم من أن هناك العديد من الطرق لتقييم التفاعلات بين المخدرات والمخدرات من مزيج المخدرات, مثل CI (مؤشر الجمع), HSA (أعلى عامل واحد), وقيم بليس, الخ3,4, وعادة ما تستند هذه الأساليب الحسابية على تركيبات تركيز متعددة. والواقع أن هذه الأساليب يمكن أن توفر تقييما إيجابيا للتفاعل بين المخدرات والمخدرات، ولكنها يمكن أن تكون شاقة للغاية إذا طبقت في الفحص عالي الإنتاجية. لتبسيط العملية ، تم تطوير سير عمل فحص للتعرف بسرعة على مجموعات الأدوية المحتملة التي تمنع نمو GSCs من الخزعات الجراحية للمريض GBM. تم إدخال مؤشر الحساسية (SI) الذي يعكس الفرق بين التأثير المشترك المتوقع والتأثير المشترك الملاحظ في هذه الطريقة لتحديد تأثير التآزر لكل دواء ، بحيث يمكن تحديد المرشحين المحتملين بسهولة من خلال تصنيف SI. وفي الوقت نفسه، يوضح هذا البروتوكول شاشة مثال لتحديد المرشحين المحتملين (المرشحين) الذين يمكنهم تآزر تأثير مضاد للورم الدبقي مع تيموزولوميد، وهو العلاج الكيميائي من الخط الأول لعلاج GBM، من بين 20 مثبطا جزيئيا صغيرا.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذه الدراسة، تم وصف بروتوكول يمكن تطبيقه لتحديد العلاج المركب المحتمل ل GBM باستخدام GSCs المشتقة من المريض. وخلافا لنموذج القياس القياسي التآزر / الإضافة مثل Loewe، BLISS، أو HSA الأساليب، تم استخدام سير عمل بسيط وسريع لا يتطلب زوج المخدرات ليتم دمجها بتركيزات متعددة بطريقة عاملية كاملة كأسالي?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81672962)، ومؤسسة برنامج فريق الابتكار في مقاطعة جيانغسو، ومؤسسة المشروع الرئيسي المشترك لجامعة جنوب شرق وجامعة نانجينغ الطبية على دعمهم.
Materials
| B-27 | Gibco | 17504-044 | 50X |
| EGF | Gibco | PHG0313 | 20 ng/ml |
| FGF | Gibco | PHG0263 | 20 ng/ml |
| Gluta Max | Gibco | 35050061 | 100X |
| Neurobasal | Gibco | 21103049 | 1X |
| Penicillin-Streptomycin | HyClone | SV30010 | P: 10,000 units/ml S: 10,000 ug/ml |
| Sodium Pyruvate | Gibco | 2088876 | 100 mM |
| Table 1. The formulation of GSC complete culture medium. | |||
| ABT-737 | MCE | Selective and BH3 mimetic Bcl-2, Bcl-xL and Bcl-w inhibitor | |
| Adavosertib (MK-1775) | MCE | Wee1 inhibitor | |
| Axitinib | MCE | Multi-targeted tyrosine kinase inhibitor | |
| AZD5991 | MCE | Mcl-1 inhibitor | |
| A 83-01 | MCE | Potent inhibitor of TGF-β type I receptor ALK5 kinase | |
| CGP57380 | Selleck | Potent MNK1 inhibitor | |
| Dactolisib (BEZ235) | Selleck | Dual ATP-competitive PI3K and mTOR inhibitor | |
| Dasatinib | MCE | Dual Bcr-Abl and Src family tyrosine kinase inhibitor | |
| Erlotinib | MCE | EGFR tyrosine kinase inhibitor | |
| Gefitinib | MCE | EGFR tyrosine kinase inhibitor | |
| Linifanib | MCE | Multi-target inhibitor of VEGFR and PDGFR family | |
| Masitinib | MCE | Inhibitor of c-Kit | |
| ML141 | Selleck | Non-competitive inhibitor of Cdc42 GTPase | |
| OSI-930 | MCE | Multi-target inhibitor of Kit, KDR and CSF-1R | |
| Palbociclib | MCE | Selective CDK4 and CDK6 inhibitor | |
| SB 202190 | MCE | Selective p38 MAP kinase inhibitor | |
| Sepantronium bromide (YM-155) | MCE | Survivin inhibitor | |
| TCS 359 | Selleck | Potent FLT3 inhibitor | |
| UMI-77 | MCE | Selective Mcl-1 inhibitor | |
| 4-Hydroxytamoxifen(Afimoxifene) | Selleck | Selective estrogen receptor (ER) modulator | |
| Table 2. The information of 20 targeted agents used in the test screen. All of these are target selective small molecular inhibitors. The provider, name, and targets were given in the table. | |||
References
- Lathia, J. D., Mack, S. C., Mulkearns-Hubert, E. E., Valentim, C. L., Rich, J. N. Cancer stem cells in glioblastoma. Genes & Development. 29 (12), 1203-1217 (2015).
- Binello, E., Germano, I. M. Targeting glioma stem cells: a novel framework for brain tumors. Cancer Science. 102 (11), 1958-1966 (2011).
- Mathews Griner, L. A., et al. High-throughput combinatorial screening identifies drugs that cooperate with ibrutinib to kill activated B-cell-like diffuse large B-cell lymphoma cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (6), 2349-2354 (2014).
- Di Veroli, G. Y., et al. Combenefit: an interactive platform for the analysis and visualization of drug combinations. Bioinformatics. 32 (18), 2866-2868 (2016).
- Shi, Y., et al. Ibrutinib inactivates BMX-STAT3 in glioma stem cells to impair malignant growth and radioresistance. Science Translational Medicine. 10 (443), 1-13 (2018).
- Tan, X., et al. Systematic identification of synergistic drug pairs targeting HIV. Nature Biotechnology. 30 (11), 1125-1130 (2012).
- Jansen, V. M., et al. Kinome-wide RNA interference screen reveals a role for PDK1 in acquired resistance to CDK4/6 inhibition in ER-positive breast cancer. Recherche en cancérologie. 77 (9), 2488-2499 (2017).
- Malyutina, A., et al. Drug combination sensitivity scoring facilitates the discovery of synergistic and efficacious drug combinations in cancer. PLoS Computational Biology. 15 (5), 1006752 (2019).
- He, L., et al. Methods for High-throughput drug combination screening and synergy scoring. Cancer Systems Biology. 1711, 351-398 (2018).
- Chen, C., et al. Targeting the synthetic vulnerability of PTEN-deficient glioblastoma cells with MCL1 inhibitors. Molecular Cancer Therapeutics. 19 (10), 2001-2011 (2020).
