Valutare la vitalità cellulare e la morte nelle colture di sferoidi 3D delle cellule tumorali

Michala  G. Rolver; Line  O. Elingaard-Larsen; Stine F. Pedersen

doi:10.3791/59714

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Articolo metodologico

Valutare la vitalità cellulare e la morte nelle colture di sferoidi 3D delle cellule tumorali

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DOI:

10.3791/59714

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16 giugno 2019

Michala G. Rolver¹ , Line O. Elingaard-Larsen¹ , Stine F. Pedersen¹

¹Section for Cell Biology and Physiology, Department of Biology, Faculty of Science, University of Copenhagen

In questo articolo

Sommario

Qui, presentiamo diversi semplici metodi per valutare la vitalità e la morte negli sferoidi delle cellule tumorali 3D, che imitano i gradienti fisico-chimici dei tumori in vivo molto meglio della cultura 2D. Il modello sferoide, quindi, consente di valutare l'efficacia del farmaco controilcancro con una migliore traduzione in condizioni in vivo.

Abstract

Gli sferoidi tridimensionali delle cellule tumorali sono strumenti importanti sia per gli schermi di farmaci per il cancro che per ottenere informazioni meccanicistiche sulla biologia delle cellule tumorali. Il potere di questa preparazione sta nella sua capacità di imitare molti aspetti delle condizioni in vivo dei tumori pur essendo veloce, economico e versatile abbastanza per consentire uno screening relativamente ad alto throughput. Le condizioni di coltura degli sferoidi possono ricapitolare i gradienti fisio-chimici in un tumore, tra cui la crescente acidità extracellulare, l'aumento della lattato e la diminuzione della disponibilità di glucosio e ossigeno, dalla periferia sferoide al suo nucleo. Inoltre, le proprietà meccaniche e le interazioni cellula-cellula dei tumori in vivo sono in parte imitate da questo modello. Le proprietà specifiche e di conseguenza le condizioni ottimali di crescita, degli sferoidi 3D, differiscono ampiamente tra i diversi tipi di cellule tumorali. Inoltre, la valutazione della vitalità cellulare e della morte negli sferoidi 3D richiede metodi che differiscono in parte da quelli impiegati per le colture 2D. Qui descriviamo diversi protocolli per la preparazione di sferoidi 3D delle cellule tumorali e per l'uso di tali colture per valutare la vitalità e la morte delle cellule nel contesto della valutazione dell'efficacia dei farmaci anticancro.

Introduzione

L'uso di modelli di sferoide multicellulari nella biologia del cancro è di diversi decenni¹^,², ma ha guadagnato uno slancio sostanziale negli ultimi anni. In gran parte, ciò riflette una maggiore consapevolezza di quanto fortemente il fenotipo delle cellule tumorali dipenda dal loro microambiente e dalle condizioni di crescita specifiche. Il microambiente nei tumori solidi è fondamentalmente diverso da quello nei tessuti normali corrispondenti. Questo include condizioni fisico-chimiche come pH, tensione di ossigeno, così come la pressione interstiziale, gradienti di concentrazione di fattori solubili come sost....