Profiling Molecular do microambiente do tumor invasivo em um modelo 3-Dimensional de células de câncer colorretal e<em> Ex vivo</em> Os fibroblastos

Summary

Perfil molecular de células de laser e microdissecados do estroma, modelos de cancro colorectal sintéticos engenharia de tecidos representa uma abordagem nova e manipulável para caracterizar e dissecar a biologia distinta na interface entre as células tumorais na frente invasiva e células estromais de cancro associado.

Abstract

Invadir o câncer colorretal células (CRC) adquiriram a capacidade de se libertar de suas células-irmãs, infiltrar o estroma, e remodelar a matriz extracelular (ECM). Caracterizando a biologia desse grupo fenotipicamente distintos de células pode melhorar substancialmente a nossa compreensão dos eventos iniciais durante a cascata metastática.

A invasão tumoral é um processo dinâmico, facilitado pela interacção bidireccional entre epitélio maligno e o estroma cancro associado. A fim de analisar as respostas específicas de células no interface estroma do tumor que se combinaram organotípicas de co-cultura e as técnicas de micro-dissecção de laser.

Modelos organotípicas, em que constituintes do estroma-chave, tais como fibroblastos são 3-dimentioanally co-cultivados com células epiteliais cancerosas, são ferramentas experimentais altamente manipuláveis ​​que permitem invasão e interações câncer-estroma a serem estudados em quase phcondições ysiological.

Laser microdissection (LMD) é uma técnica que implica a dissecção cirúrgica e extração de vários estratos dentro do tecido do tumor, com nível de precisão mícron.

Ao combinar estas técnicas com perfil genômico, transcriptomic e epigenética pretendemos desenvolver uma compreensão mais profunda das características moleculares de invadir as células do tumor e tecido circundante do estroma, e ao fazê-lo, potencialmente revelar novos biomarcadores e oportunidades para o desenvolvimento de drogas no CRC.

Introduction

Organotípicas co-culturas são modelos que ajudam na reconstrução do microambiente do tumor in vivo em 3-dimensões justapondo células epiteliais malignas e as células do estroma em um gel de colágeno contendo essenciais componentes da matriz extracelular ^1-3 engenharia de tecidos. Principalmente concebido como um método de medir a invasão do tumor, organotypics reduzir a dependência em modelos animais in vivo, e evitar os problemas de outras técnicas in vitro tais como ensaios de Transwell, em que as células invasoras são forçados artificialmente em um estado de dispersão ^mono-2-4. A inclusão de células estromais nestes modelos, tais como fibroblastos, reflecte o papel fundamental do microambiente do tumor na regulação da invasão maligna e metástase ^3-4, no entanto, a heterogeneidade fenotipica do estroma é de tal modo que, a fim de maximizar a relevância fisiológica de organotípicas modelos, específica do órgão, anatomicamente precisos ex vivofibroblastos devem ser incluídos na medida do possível ^3,6.

Organotypics são uma plataforma versátil para estudar as interações entre células tumorais e estromais e são cada vez mais utilizados em novas maneiras de examinar o impacto sobre a invasão do tumor de inibidores químicos e alterações no gene alvo ^7,8. Estudar a margem de tumor invasivo é uma perspectiva particularmente emocionante. Em modelos organotípicas, cancro colorectal estabelecido (CRC) linhas celulares produzem tipicamente uma camada epitelial bem estratificada, e em secção transversal, as células que adquiriram a capacidade de invasão da matriz extracelular (ECM) são facilmente discerníveis. À luz da heterogeneidade de micro-topográfico estabelecido de tumor e do tumor associado células estromais in vivo, extraindo estas células utilizando microdissecção laser e estudá-los de forma isolada, pode revelar percepções biológicas importantes sobre a origem da metástase do cancro colo-rectal e de como ela pode ser mais eficiente segmentado. Eun a seguinte metodologia, todos os pacientes que doaram amostras de tecido prestados consentimento informado, eo estudo foi aprovado pelo comitê de ética das instituições regionais de pesquisa.

Protocol

1. Estabelecimento de culturas primárias de fibroblastos de cólon explantes Obtenção de amostras de tecido de mucosa de cólon normal humano directamente a partir da sala de operações cirúrgicas, e suspender em 7-10 ml de PBS suplementado com 100 unidades / ml de penicilina, 100 ug / ml de estreptomicina, e 0,25 ng / mL de Fungizone. No laboratório, colocar a amostra no centro de um 10 cm de prato de cultura de tecidos e lava-se 3 vezes com PBS / Pen-strep / Fungizone. Não aspirar após a l…

Representative Results

Temos aplicado o método de cima para várias combinações de linhas celulares de CRC e células estromais. Um exemplo apresentado aqui é linhagens de células SW480 epitelial CRC com ex vivo fibroblastos humanos primários do cólon. 3-dimensional co-culturas são construídas (Figura 1), e submetido a microscopia de captura laser de microdissecção (Figura 2), e analisados ​​por microRNA (miRNA) perfis (Figura 3) para a comparação destes pequenos RNA…

Discussion

Aqui nós descrevemos um método para isolar e caracterizar especificamente as células tumorais que tenham adquirido a capacidade de invadir o estroma associado câncer durante os primeiros estágios da progressão metastática em um 3-dimensional construção de co-cultura de células epiteliais e estromais.

Modelos de co-cultura composto por células epiteliais CRC justapostos com um estroma sintético contendo ex vivo fibroblastos cólon humanos foram usados ​​para estudar a…

Materials

Colorectal cancer cell lines – example shown SW480	ATCC	ATCC CCL-228
Collagen	BD Biosciences	354265
Matrigel	BD Biosciences	354234
Nylon membrane	Merck Millipore	VVLP01300
Metal grid	The Mesh Company	WSS20-A4	themeshcompany.com
Laser microdissection platform	Leica Microsystems	Leica AS LMD
Membrane mounted slides	Molecular devices
Cresyl Violet	Merck Millipore	1052350025