ट्यूमर ट्रीटिंग फील्ड्स (टीटीफील्ड) एक प्रभावी एंटी-ट्यूमर उपचार साधन है जो कम तीव्रता, इंटरमीडिएट-फ़्रिक्वेंसी के निरंतर, गैर-अप्रभावी आवेदन के माध्यम से वितरित किया जाता है, वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र। TTFields इन विट्रो अनुप्रयोग प्रणाली में टीटीफिल्ड का उपयोग कर सेल लाइनों के लिए आवेदन इष्टतम आवृत्ति के निर्धारण के लिए अनुमति देता है जो सेल गणना में उच्चतम कमी की ओर जाता है।
ट्यूमर ट्रीटिंग फील्ड्स (टीटीफील्ड) एक प्रभावी उपचार साधन है जो निरंतर, कम तीव्रता (1-3 वी / सेंटीमीटर) के गैर-विवेकपूर्ण आवेदन के माध्यम से वितरित की जाती है, जिसमें कई सौ किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति रेंज में विद्युत क्षेत्र का विकल्प होता है। टिटू कल्चर में TTFields का अध्ययन इन विट्रो एपीआई सिस्टम में टीटीफिल्ड का उपयोग करके किया जाता है, जो उच्च ढांकता हुआ निरंतर (Ɛ> 5,000) के साथ सिरेमिक पेट्री डिश के लिए अलग-अलग आवृत्तियों और तीव्रता के बिजली क्षेत्र के आवेदन के लिए अनुमति देता है। सिरेमिक पेट्री डिश के निचले भाग में कवरलीप्स पर चढ़ायी जाने वाली कैंसर सेल लाइनों को विभिन्न आवृत्तियों पर दो ऑर्थोगोनल निर्देशों में वितरित किए जाने वाले टीटीफिल्ड के अधीन किया जाता है ताकि सेल की गणना और क्लोनोजेनिक एशेज जैसे उपचार के परीक्षणों की सुविधा मिल सके। इस रिपोर्ट में प्रस्तुत परिणामों से पता चलता है कि सेल गणना और क्लोनोजेनिक एसेल्स के संबंध में टीटीफिल्ड की इष्टतम आवृत्ति दोनों डिम्बग्रंथि और ग्लियोमा कोशिकाओं के लिए 200 kHz है।
ट्यूमर ट्रीटिंग फील्ड्स (टीटीफील्ड) ग्लिओब्लास्टोमा मल्टीफार्मे के उपचार के लिए एंटी-माइटोटिक साधन हैं और संभवतः अन्य कैंसर प्रकार हैं। खेतों को कम तीव्रता (1-3 वी / सेमी), इंटरमीडिएट आवृत्ति (100-500 किलोहर्ट्ज), ट्यूमर 1 , 2 के क्षेत्र में बिजली के क्षेत्र में बारी के निरंतर आवेदन के माध्यम से दिया जाता है। इन विट्रो और विवो में टीटीफील्ड आवेदन विभिन्न कैंसर सेल लाइनों के विकास और कई पशु ट्यूमर मॉडल 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 में ट्यूमर के विकास को रोकना दिखाया गया था। ग्लियोब्लास्टोमा और गैर-छोटे सेल फेफड़ों के कैंसर सहित ठोस ट्यूमर वाले रोगियों में पायलट नैदानिक परीक्षण और बड़े यादृच्छिक अध्ययन, में डिस्कोस्टनिरंतर TTFields आवेदन 8 , 9 , 10 की सुरक्षा और प्रभावकारिता का मूल्यांकन किया। TTFields की प्रभावकारिता पाया गया था: (1) आवृत्ति पर निर्भर, विशिष्ट इष्टतम आवृत्तियों के साथ, जो विभिन्न उत्पत्ति 1 , 2 , 4 , 5 , 6 , 7 से सेल लाइनों की सेल गणना में उच्चतम कमी को जन्म देती है; (2) लगभग 1 वी / सेमी और अधिक शक्तिशाली उच्च तीव्रता 1 , 2 , 7 , 11 पर गतिविधि के लिए न्यूनतम सीमा के साथ विद्युत क्षेत्र तीव्रता-निर्भर; (3) बढ़ाया जब उपचार की अवधि 5 लंबी थी; और (4) उच्चतर जब 2 दिशात्मक TTFields प्रत्येक oth को लंबवत लागू किया गया थाएर, एक ही दिशा 1 से लागू बिजली क्षेत्र की तुलना में। उपरोक्त निष्कर्षों के आधार पर, ट्यूमर बिस्तर 12 , 13 में बिजली के क्षेत्र की तीव्रता को अधिकतम करने के लिए रोगियों की त्वचा पर स्थानीयकृत ट्रांसड्यूसर सरणियों के 2 सेटों का उपयोग करते हुए लंबे समय के लिए रोगियों को टीटीफील्ड लागू किया जा सकता है।
इन विट्रो में कैंसर कोशिकाओं पर टीटीफिल्ड के प्रभावों का अध्ययन करना वर्तमान में विशिष्ट ट्यूमर प्रकार पर लागू होने वाली इष्टतम आवृत्ति को निर्धारित करने का एकमात्र तरीका प्रदान करता है। इष्टतम आवृत्ति के लिए परीक्षण एक उपकरण की आवश्यकता होती है जो 100-500 kHz की सीमा में विभिन्न आवृत्तियों के आवेदन की अनुमति देता है और सेल संस्कृति के लिए 3 वी / सेमी रूट अर्थ स्क्वायर (आरएमएस) की तीव्रता पर देता है। TTFields अनुप्रयोग गर्मी पैदा करता है, के रूप में, आवेदन प्रणाली तापमान पर तंग नियंत्रण बनाए रखने के दौरान अत्यधिक गर्मी को नष्ट करने की क्षमता की आवश्यकता है।
कई डिवाइस werई साल भर विकसित कोशिका संवर्धन 1, 2, 5, 14, 15, 16 के लिए TTFields आवेदन के लिए अनुमति देने के लिए। इन उपकरणों में से सभी में, इस्तेमाल किया इलेक्ट्रोड ऐसी इलेक्ट्रोड सतह पर इलेक्ट्रॉन विनिमय और मध्यम 1 में विषाक्त धातु आयनों की रिहाई के रूप में प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड, के उपयोग के साथ शामिल चेतावनियां से बचने के लिए अछूता रहे थे। विभिन्न TTFields आवेदन प्रणाली का परीक्षण किया के बीच मुख्य अंतर है, या तो इलेक्ट्रोड इन्सुलेटर 2, 14, 15, 16 की एक पतली फिल्म के साथ या एक उच्च ढांकता हुआ-निरंतर सामग्री के साथ अछूता धातु तारों से बना (जैसे के साथ इस्तेमाल किया इलेक्ट्रोड इन्सुलेशन के प्रकार है नेतृत्व मैग्नीशियम niobate नेतृत्व titanatई (पीएमएन-पीटी) 6 जबकि अछूता-तार इलेक्ट्रोड TTFields अनुप्रयोग के लिए एक अपेक्षाकृत सरल और लागत प्रभावी समाधान प्रदान करते हैं, वे 1 वी / सेमी सीमा से ऊपर प्रभावी विद्युत क्षेत्र की तीव्रता प्राप्त करने के लिए आवश्यक उच्च वोल्टेज तक सीमित होते हैं और सेल चढ़ाना के लिए उपलब्ध सतह से, क्योंकि इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी अपेक्षाकृत छोटी है। उच्च ढांकता हुआ निरंतर सामग्री के उपयोग से पृथक इलेक्ट्रोडों पर आधारित सिस्टम विशेष डिजाइन और विनिर्माण क्षमताओं की आवश्यकता होती है, फिर भी उन्हें उच्च वोल्टेज की आवश्यकता नहीं होती है और इलेक्ट्रोड के बीच कोशिका वृद्धि के लिए एक बड़ा क्षेत्र प्रदान कर सकते हैं।
इस काम में इस्तेमाल किए जाने वाले इन विट्रो एप्लीकेशन सिस्टम में टीटीफील्ड सिस्टम के उत्तरार्द्ध वर्ग के हैं, जिसमें मुख्य इकाई पेट्री डिश (TTFields dish, TTFields dish, देखें चित्रा 1 ) है, जो उच्च ढांकता हुआ निरंतर सिरेमिक ( यानी पीएमएन-पीटी) से बना है। इलेक्ट्रोड के दो जोड़े बाहरी वायर पर लंबवत रूप से मुद्रित होते हैंएलसीई के टीटीफील्ड डिश के लिए 2 दिशाओं से विद्युत क्षेत्र के आवेदन की अनुमति देने के लिए। इलेक्ट्रोड एक sinusoidal waveform जनरेटर और एक एम्पलीफायर से जुड़े हैं, जो 50-500 kHz की आवृत्ति रेंज में TTFields अनुप्रयोग के लिए अनुमति देते हैं अत्यधिक गर्मी को नष्ट करने के लिए, टीटीफील्ड के डिश को प्रशीतित इनक्यूबेटर के अंदर रखा जाता है, साथ ही तापमान द्वारा नियंत्रित तापमान के नियंत्रण के साथ डिश तापमान की निरंतर निगरानी और सिस्टम द्वारा लागू वोल्टेज के समायोजन का उपयोग किया जाता है। व्यवहार में, कम तापमान में इनक्यूबेटर की स्थापना से बिजली क्षेत्र की तीव्रता बढ़ जाती है, क्योंकि प्रणाली में वोल्टेज बढ़ जाती है जब तक कि डिश के भीतर लक्ष्य तापमान हासिल नहीं हो जाता। डिश के भीतर तापमान और इनक्यूबेटर के तापमान के बीच का तापमान तापमान के ढाल पर निर्भर करता है, कुछ वाष्पीकरण हो सकता है; इसलिए, पर्याप्त माध्यमिक विकास दर बनाए रखने के लिए हर 24 घंटे में संस्कृति माध्यम को बदलने की जरूरत है।
नीचे प्रोटोकॉलकैंसर कोशिकाओं को TTFields आवृत्तियों के आवेदन अनुकूलन करने के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रिया का वर्णन इतना है कि सेल में एक अधिकतम कमी की गिनती और जीवित कोशिकाओं की क्षमता में कमी के रूप में कालोनियों हासिल कर रहे हैं।
टीटीफिल्ड एक उभरती हुई ट्यूमर ट्यूमर हैं, जो कि इलेक्ट्रानिक फील्ड 1 , 2 , 8 , 9 , 10 , 17 के ठीक से ट्यूनेड के निरंतर आवेदन पर आधारित हैं। एंटी ट्यूमर की प्रभावकारिता बढ़ाना सभी उपचार विधियों के लिए एक वांछनीय परिणाम है। इस प्रकार, कैंसर कोशिका वृद्धि निषेध के हर अतिरिक्त प्रतिशत के लिए "लड़ाई" रोगियों के लिए दीर्घावधिक नैदानिक परिणाम पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। यह TTFields आवेदन की आवश्यक निरंतर प्रकृति और इसके परिणामस्वरूप संचयी प्रभाव के कारण है। अधिकतम TTFields आवेदन कई मायनों में प्राप्त किया जा सकता है: (1) बिजली क्षेत्र की तीव्रता 1 , 7 , (2) लंबी अवधि की उपचार अवधि 5 , (3) सबसे प्रभावी combinati ढूँढने18 , 1 9 और अन्य उपचार विधियों के साथ , इष्टतम आवृत्ति 1 , 2 , 4 , 6 , 7 को परिभाषित करता है। ट्यूमर के क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र की तीव्रता को अधिकतम करना रोगी की त्वचा पर सरणियों के स्थान को अनुकूलित करके प्राप्त किया जाता है; यह मरीज 20 की व्यक्तिगत शरीर रचना विज्ञान के आधार पर ट्यूमर के लिए अधिक से अधिक क्षेत्र तीव्रता की डिलीवरी के लिए अनुमति देता है। लंबे समय तक इलाज की अवधि ज्यादातर उपचार के साथ रोगी अनुपालन पर निर्भर करती है (कम से कम 18 घंटे प्रति दिन) 17 । अन्य उपचारों के साथ सही संयोजन ढूंढना और इष्टतम आवृत्ति का निर्धारण करना इन विट्रो परिणामों पर बहुत अधिक निर्भर करता है, क्योंकि टीटीफील्ड उपचार परिणामों के लिए कोई मान्य मार्कर वर्तमान में उपलब्ध नहीं हैं। इस काम में हमने प्रायोगिक पी को रेखांकित किया हैrocedures TTFields इन विट्रो आवेदन प्रणाली का उपयोग कर कैंसर सेल लाइनों के लिए इष्टतम TTFields आवृत्ति निर्धारित करने के लिए की आवश्यकता है। तरीकों यहाँ वर्णित संभावित TTFields के साथ अन्य कैंसर के इलाज के तौर तरीकों (जैसे, रसायन चिकित्सा तत्वों या विकिरण) के संयोजन स्क्रीन करने के लिए और प्रत्येक विशिष्ट संयुक्त उपचार के लिए TTFields प्रशासन के लिए इष्टतम आवृत्ति निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता।
पिछले प्रकाशनों के साथ लाइन में, यहाँ दिखाया गया है परिणाम दर्शाते हैं कि दोनों तंत्रिकाबंधार्बुद कोशिकाओं और डिम्बग्रंथि के कैंसर कोशिकाओं के उपचार के लिए इष्टतम आवृत्ति 200 kHz 1, 7 है। इस काम में, हम पहली बार है कि clonogenic संभावित कम करने के लिए इष्टतम TTFields आवृत्ति आवृत्ति है कि अधिक से अधिक साइटोटोक्सिक प्रभाव की ओर जाता है साथ जुड़ा हुआ है के लिए प्रदर्शन किया। (यानी, साइटोटोक्सिक और clonogenic) एक इस काम में इस्तेमाल किया तरीकों TTFields के प्रभाव अंदाजा लगानाकेवल कई संभव मानक endpoint assays के दो फिर से उपचार के परिणामों का मूल्यांकन करने के। अतिरिक्त उपचार परिणाम परीक्षणों में शामिल हैं: (1) फिक्सिंग, धुंधला, और coverslips जिस पर कोशिकाओं intracellular संरचनाओं के दृश्य के लिए एक खुर्दबीन से अधिक प्लेटेड रहे हैं बढ़ते; (2) प्रोटीन और आरएनए निष्कर्षों की assays प्रदर्शन, या तो TTFields व्यंजन स्वयं से या एक नया डिस्पोजेबल पकवान से coverslip के हस्तांतरण के बाद; और (3) प्रवाह cytometry विश्लेषण के लिए दाग कोशिकाओं trypsinizing।
सावधान प्रयोगात्मक नियोजन TTFields के प्रसव के बाद उपचार के परिणामों को प्रभावित करेगा। प्रमुख चरणों सुनिश्चित करना है कि प्रयोग के दौरान कोशिका प्रसार अतिवृद्धि लिए नेतृत्व नहीं करता और उचित विद्युत क्षेत्र की तीव्रता का उपयोग कर, तीव्रता कि बहुत अधिक जब संवेदनशील सेल लाइनों के लिए लागू भी कुछ कोशिकाओं में परिणाम की आवश्यकता assays निर्धारित करने के लिए कर रहे हैं के रूप में शामिल इष्टतम आवृत्ति। इसके विपरीत, TTFields बहुत कम तीव्रता पर लागूकम संवेदनशील सेल लाइनों पर छोटे प्रभाव पाएंगे जो अंतर्निहित भिन्नता से मुखौटा हो सकते हैं। उपचार लॉग पूरे तापमान में स्थिरता, विद्युत धाराओं और प्रत्येक डिश के लिए प्रतिरोध के बारे में बहुमूल्य जानकारी के लिए जांच की जानी चाहिए। इलाज के दौरान दोषपूर्ण व्यंजनों को बदलने और एक डिश के डेटा को छोड़कर जो वांछनीय उपचार के मानकों को पूरा नहीं करता, प्रतिकृतियां के बीच परिवर्तनशीलता को कम करेगा।
संक्षेप में, टीटीफील्ड एक उभरती एंटीकैंसर उपचार के साधन हैं जो नैदानिक सेटिंग्स 8 , 9 , 10 में पहले से ही प्रभावकारिता और सुरक्षा का प्रदर्शन कर चुके हैं। वर्णित प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए एक इन विट्रो सेटिंग में टीटीफिल्ड का परीक्षण नैदानिक सेटिंग में TTFields उपचार पैरामीटर के अनुकूलन के लिए अनुमति दे सकता है और कार्रवाई की अंतर्निहित तंत्र की हमारी समझ को व्यापक कर सकता है
The authors have nothing to disclose.
लेखक कोई स्वीकृतियां की है।
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 |