עבודה עם רקמות אנושיות לחקר סרטן Translational
Summary
Translational cancer research is dependent on extraction of human tissues. Much work has gone into optimizing extraction methods for ex vivo analysis. Here, we describe tissue processing methods allowing for maximal data output from limited samples.
Abstract
Medical research for human benefit is greatly impeded by the necessity for human tissues and subjects. However, upon obtaining consent for human specimens, precious samples must be handled with the greatest care in order to ensure integrity of organs, tissues, and cells to the highest degree. Unfortunately, tissue processing by definition requires extraction of tissues from the host, a change which can cause great cellular stress and have major repercussions on subsequent analyses. These stresses could result in the specimen being no longer representative of the site from which it was retrieved. Therefore, a strict protocol must be adhered to while processing these specimens to ensure representativeness. The desired assay(s) must also be taken into consideration in order to ensure that an optimal technique is used for sample processing. Outlined here is a protocol for tissue retrieval, processing and various analyses which may be performed on processed tissue in order to maximize downstream production from limited tissue samples.
Introduction
מחקר רפואי נהנה מאוד מהמחקר של שני שורות תאים אנושיות ומודלים של בעלי חיים. שורות תאים מאפשרות שליטה טובה יותר של רכיבים במערכת, כמו גם שימוש בתאים מאורגניזם הנכון. עבודה עם תאים אנושיים, ואילו יותר נציג, מציג תמונת מצב פשוטה באופן דרסטי של מנגנונים שעשויות להיות אחראי לבריאות ומחלה, משום ששורות תאים עשויות שלא לשחזר את ההשפעה של תאים אחרים, רכיבי סטרומה, ואיברים אשר עשוי להשפיע 1 תגובות. מצד השני, מודלים של בעלי החיים, אם כי לא לגמרי מדויק בשחזור מחלה אנושית וההטרוגניות גנטית, להציע תובנה נוספת על ידי מתן אפשרות להזנה של מערכות חיות שלמות ברוב הדגמים 2,3.
חסרונות בצד, יש לי שתי השיטות היתרונות שלהם והם משלימים. עם זאת, המטרה העיקרית נשארה ללמוד בתאים אנושיים ואיברים, בגוף מלא, מערכת רב-איבר. בהתאם לכך, יש מחקר translational taken צעדים גדולים בקידום המחקר של איברים ורקמות שחולצו מחולים אנושיים, על מנת להבין טוב יותר את מנגנוני מחלה בסיסית. מחקר translational מציע את היתרון של לימוד התוצאה מטיפולים ומחלות בכל הגוף ובתאים מתאימים, ובכך לספק את המיטב משני העולמות בין תא ובעלי חי עבודה 4.
מחקר translational הוא גם לא בלי פגמים. דגימות שנקטפו מחולים אנושיים, עם ההסרה מהמארח, חשופות באופן מיידי לאיסכמיה וגורמים חיצוניים אחרים שממנו הם יהיו מוגנים אחרים. זה עלול לגרום לשינויים מולקולריים וגנטיים שנגרם עקב מתח, ולגרום להטיה במחקרים שלאחר מכן. לכן, הרבה מאמץ כבר הכניס לתוך חילוץ ועיבוד רקמות באמצעות שיטות קפדניות לשמירה הטובה ביותר איבר ושלמות תא ללימודים במורד הזרם 5. חשוב לציין, יישומים עתידיים יש לקחת בחשבון בעת בחירה מקרוב שיטות oו עיבוד דגימות אנושיות, כמו שיטות מסוימות עלולות לפגוע במרכיבים תאיים ומסלולי איתות תוך חוסך אחרים.
לכל מחקר מעורב רקמות אנושיות, נושאי רגולטורים יש לטפל. לאחר דיווחי Tuskegee ולמונט, היה הולכים וגדל בעובדה שהמחקר ביו-רפואי היה קשור בסיכונים הגלומים לעתים קרובות וכתוצאה מכך דילמות אתיות בלתי נמנעות 6. הצורך בסטנדרטים לאומיים הוכר והממשלה הפדרלית יצרה לוחות סקירה מוסדיים (IRBs) כאמצעי לשמירה על עקרונות הדו"ח בלמונט (כבוד לאנשים, חסד, המשפטים).
IRB כל מוסד הוא ועדה של רופאים, חוקרים וחברי קהילה שהם אחראים להגנת משתתפי מחקר. זה דורש כי הסכמה מרצון לקבל מכל משתתפי מחקרים ביו-רפואיים, וכי הסכמה זו תתועד בהסכמה מהדעת FO rm. תהליך ההסכמה מהדעת שמטרתו לספק מידע הולם למשתתף, כך שהחלטה מושכלת עשויה להיות על האם או לא להירשם ללימודים, או להמשיך השתתפות. בהקשר זה, מסמך ההסכמה מהדעת חייב להיות קריאה טובה וצריך להיות כתוב בשפה שיכול להיות מובנת בקלות (רמת קריאת הכיתה ה -6 עד 8 ה) על ידי אוכלוסיית היעד. האפשרות של כפייה או השפעה בלתי הוגנת חייבת להיות ממוזערת, והנושא יש לתת מספיק זמן לשקול השתתפות. המשתתף חייב להיות גם תוכל לממש את זכותם ללבטל את ההסכמה בכל שלב במהלך המחקר ללא קנס. הסכמה מדעת מרצון היא תנאי מוקדם הכרחי להשתתפותו של נושא במחקר והוא גם יעיל 7 באופן חוקי.
בהתאם לתקנות להגנה על האדם מכפיף 21 CFR 50.25 (/45cfr46.html">http://www.hhs.gov/ohrp/humansubjects/guidance/45cfr46.html 8), יש ליידע משתתפי מחקר של מטרת המחקר, נהלים מעורבים במחקר, חלופות להשתתפות, כל סיכונים הנראה לעין ואי נוחות (כולל פגיעה לא רק פיזית אלא גם נזק פסיכולוגי, חברתי, כלכלי או אפשרי, אי נוחות, או אי נוחות), יתרונות של המחקר לחברה ואולי לאדם, משך זמן הנושא צפוי להשתתף, האדם ליצור קשר לקבלת תשובות לשאלות או במקרה של פגיעה הקשורות למחקר או לשעת חירום, הודעה, כי ההשתתפות היא בהתנדבות והסירוב שלהשתתף לא יגרום לכל השלכות או כל אובדן של הטבות כגון פשרה בטיפול קליני רגיל כי המשתתף זכאי אחר לקבל כתוצאה מ/ אבחנותיו, ובסופו הצהרה בדבר זכותו של הכפופים לסודיות וזכות לסגת מהמחקר בכל עת ללא כל השלכות. דגימות רקמה ממשתתפים שלבטל את ההסכמה במהלך המחקר לא צריכים להיות הפקידה ויש למצות באופן מיידי. ויתור של אחד או יותר אלמנטים של הסכמה מדעת ניתן לקבל מIRB לכמה פרויקטי מחקר שלא יכל כמעט להיעשות ללא שינוי לאלמנטים הנדרשים או ללימודים שבו אלמנטים הנדרשים אינם ישימים. יש לנקוט בזהירות רבה על מנת להבטיח סודיות הנתונים. ביטוח בריאות הטלטלות הדין והחשבון Act (HIPAA) הוא חוק פדרלי שמונע את שימוש באו גילוי "מידע מוגן בריאות" (PHI) ללא הסכמה בכתב מהמשתתפים. אובדן כושר עבודה כוללת אך לא מוגבל למידע המועבר בבריאות או נשמר בכל צורה או בינוני וכולל תחומים שיכולים לשמש לזיהוי 9 בודדים.
דרך עבודה זו, אנו שואפים להתוות את הפרוטוקול שיש אחריו במהלך tissuעיבוד דואר – כוללים רכש, ואחסון ומדגישים את החשיבות של ביצוע הנחיות הקפדניות אלה כדי למזער את ההטיות שעלולות לגרום בשל לחצי רקמת נתונה על חילוץ. גם אנחנו נשתדל לספק סקירה קצרה של מבחני או ניתוחים (איור 1) שיכול להתבצע על דגימות כאלה במורד הזרם, כך שקוראים יכולים לעשות שיפוט מוסמך על מה assay (ים) המתאימים ביותר לצרכיהם.
Protocol
Representative Results
Discussion
סופו של דבר, שיטות העיבוד חייבים להיות מוכתבות על ידי ההשערה הרצויה וצפויות מבחני טכניים שיש לבצע (איור 1). הסעיף הבא משמש כסקירה לתאר מבחני פוטנציאליים שעלולות להתבצע על סעיפי רקמות כזה. זה בשום פנים וסקירה ממצה, אבל הוא נועד לסייע לשיטות עיבוד מדגם מדריך ובח…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי התרומות הפילנתרופיות של ג'ון ג 'וקרן מארי סטלה Kenedy זיכרון (גרנט # 0,727,033) והברית המחקר מלנומה. המחברים מבקשים להודות לאוניברסיטה של רקמות טקסס MD Anderson Cancer Center מוסדיות בנק (ITB) על תיאום הפצה וגביית רקמות והקלת מחקר translational, כמו גם ד"ר איגנסיו Wistuba, ד"ר ויקטור פרייטו, מחלקת מרכז סרטן MD Anderson ב פתולוגיה ולנומה ירח Shot התכנית. לבסוף, המחברים מבקשים להודות לכל החולים ומשפחות שנפגעו על ידי מלנומה.
Materials
| Needles | BD | 305167 | |
| Stainless steel disposable scalpels | Miltex | 4-410 | |
| Tissue culture dish | Corning | 353003 | |
| Biopsy Cassettes | Thermo Fisher | 58931 | |
| RNA-stabilizing solution | Ambion | AM7021 | |
| 1.5ml Eppendorf tubes | Phenix | MAX-815 | |
| 50ml tubes | Corning | 430290 | |
| 10% Neutral Buffered Formalin | StatLab Medical Products | 28600-5 | |
| Formalin Containers | Fisher Scientific | 23-032-059 | |
| Optimal cutting temperature solution (OCT) | Sakura Finetek | 4583 | |
| Tissue-Tek Cryomold | Sakura Finetek | 4557 | |
| Dnase I | Roche | 10104159001 | |
| Collagenase I | Roche | 11088793001 | |
| 70μm cell strainers | BD Bioscience | 352350 | |
| 96 well round bottom plates | Corning | 3799 | |
| Live/Dead stain solution | Life Technologies | L34957 |
Riferimenti
- Lorsch, J. R., Collins, F. S., Lippincott-Schwartz, J. Cell Biology. Fixing problems with cell lines. Science. 346, 1452-1453 (2014).
- van der Worp, H. B., et al. Can animal models of disease reliably inform human studies. , (2010).
- McCabe, P. M., et al. Animal models of disease. Physiol. Behav. 68, 501-507 (2000).
- Woolf, S. H. The meaning of translational research and why it matters. JAMA. 299, 211-213 (2008).
- Brockbank, K. G., Taylor, M. J. Tissue Preservation. Advances in Biopreservation. , 157-159 (2006).
- Bulmer, M., Gilbert, N. The ethics of social research. Researching social life. , 45-57 (2001).
- Penslar, R. L. . IRB guidebook. , (1993).
- . . MD Anderson Cancer Center Institutional Tissue Bank Standard Operating Procedures. 3, (2009).
- Ruffell, B., et al. Leukocyte composition of human breast cancer. Proc. of the Ntnl. Aca. of Sci. 109, 2796-2801 (2012).
- Shapiro, H. M. . Practical flow cytometry. , (2005).
- Baker, A. F., et al. Stability of phosphoprotein as a biological marker of tumor signaling. Clin. Cancer Res. 11, 4338-4340 (2005).
- Jacobs, S. Sample processing considerations for detecting copy number changes in formalin-fixed, paraffin-embedded tissues. Cold Spring Harbor protocols. 2012, 1195-1202 (2012).
- Chung, J. -. Y., et al. Factors in tissue handling and processing that impact RNA obtained from formalin-fixed, paraffin-embedded tissue. J. Histochem. Cytochem. 56, 1033-1042 (2008).
- Guo, H., et al. An efficient procedure for protein extraction from formalin-fixed, paraffin-embedded tissues for reverse phase protein arrays. Proteome Sci. 10, 1477-5956 (2012).
- Feldman, A. L., et al. Advantages of mRNA amplification for microarray analysis. Biotechniques. 33, 906-914 (2002).
- Francino, O., et al. Advantages of real-time PCR assay for diagnosis and monitoring of canine leishmaniosis. Vet Parasitol. 137, 214-221 (2006).
- Grunberg-Manago, M. Messenger RNA stability and its role in control of gene expression in bacteria and phages. Annu. Rev. Genet. 33, 193-227 (1999).
- Lesnik, E. A., Freier, S. M. Relative thermodynamic stability of DNA, RNA, and DNA:RNA hybrid duplexes: relationship with base composition and structure. Biochimica. 34, 10807-10815 (1995).
- MacBeath, G. Protein microarrays and proteomics. Nat Genet. 32, 526-532 (2002).
