Paziente coltura cellulare derivato e isolamento di CD133⁺ Putativi staminali alle cellule tumorali di melanoma

Summary

In questo articolo si descrive la preparazione di tessuti melanoma appena ottenuto in colture cellulari primarie, e come rimuovere le contaminazioni di eritrociti e fibroblasti dalle cellule tumorali. Infine, si descrive come CD133⁺ Putative cellule staminali di melanoma sono ordinati dal CD133^- Massa utilizzando activated cell sorting magnetico (MACS).

Abstract

Nonostante il miglioramento delle opzioni di trattamento per il melanoma oggi disponibili, pazienti con melanoma maligno ancora hanno una prognosi sfavorevole per la sopravvivenza libera da progressione e globale. Pertanto, la ricerca traslazionale ha bisogno di fornire altre prove per migliorare le terapie molecolari mirate per i melanomi maligni. In passato, i meccanismi oncogenici correlate a melanoma sono stati ampiamente studiati in linee cellulari stabilizzate. Sulla strada per regimi di trattamento più personalizzati basati su profili genetici individuali, si propone di utilizzare paziente linee cellulari derivate invece di linee cellulari generici. Insieme con i dati clinici di elevata qualità, in particolare sul follow-up, queste cellule sarà determinante per comprendere meglio i meccanismi molecolari alla base della progressione del melanoma.

Qui, si segnala l'istituzione di colture primarie di melanoma sezionato tessuto tumorale fresco. Questa procedura include macinazione e la dissociazione del tessuto in cellule singole, rerimozione di contaminazioni con eritrociti e fibroblasti così come la cultura primaria e affidabile verifica di origine melanoma delle cellule.

Recenti studi hanno rivelato che i melanomi, come la maggior parte dei tumori, porto una piccola sottopopolazione di cellule staminali tumorali (CSC), che sembrano alimentare esclusivamente l'iniziazione del tumore e la progressione verso lo stato metastatico. Uno degli indicatori chiave per l'identificazione e l'isolamento CSC nel melanoma è CD133. Per isolare CD133 ⁺ CSC da colture primarie di melanoma, abbiamo modificato e ottimizzato la magnetico selezione delle cellule attivate (MACS) procedura dal Miltenyi con conseguente elevata purezza smistamento e la vitalità delle CD133 ⁺ e CD133 CSC ^– massa, che può essere coltivato e funzionalmente analizzati successivamente.

Introduction

Cutanee melanomi maligni sono il tipo meno comune, ma più mortale di cancro della pelle. A causa di un aumento dei casi, un alto grado di malignità e di una rapida diffusione, melanomi ora rappresentano il 75% dei tumori maligni della pelle correlate ^1,2 morti. Oltre l'asportazione chirurgica del tumore primitivo, chemioterapia, radioterapia, immunoterapia e combinati chemio-immunoterapia del melanoma e metastasi sono state-of-the-art di strategie per il trattamento del melanoma ^3,4. Tuttavia, il melanoma maligno è caratterizzato da una scarsa risposta a chemioterapici (5-12%), ^5,6, e solo quelli il 50-70% dei pazienti affetti da melanoma che trasportano il gene BRAF V600E beneficio mutazione da promettenti nuove terapie mirate, come il trattamento con vemurafenib ⁷ Per migliorare la sopravvivenza complessiva, una migliore comprensione dei meccanismi di tumorigenesi melanoma è necessario.

Per studiare questi meccanismi in passato, consolidata commerlinee cellulari cialmente disponibili sono stati utilizzati. Approcci più recenti per studiare gli eventi molecolari di iniziazione e la progressione del cancro utilizzare colture primarie derivate direttamente dal tessuto tumorale – un cuscinetto molteplici vantaggi strategici: Il ricercatore ha il pieno controllo del paziente e selezione dei tessuti. Le cellule campionate acquisita sapientemente selezionato tessuto tumorale, assomigliano il tumore con tutta la sua eterogeneità e follow-up dei dati del paziente e un dettagliato patologia è disponibile per consentire le caratteristiche della cultura per essere confrontati con quelli del tumore originale ^8.

Al contrario, l'utilizzo di linee cellulari stabilizzate come sistemi modello nella ricerca sul cancro è discusso polemicamente. Già nel 1987 Osborne e colleghi hanno descritto significative differenze biologiche tra MCF-7 linee di cellule di cancro al seno umano da diversi laboratori ^9. Questa instabilità genomica ampia variazione e l'espressione di RNA durante sottocultura era confirmed da Hiorns et al. e ha fornito i dati di supporto per le prove del fatto che le linee di cellule si evolvono nella cultura, indebolendo in tal modo la rilevanza diretta delle culture così stabiliti come modelli di cancro umano ^10.

Un'altra considerazione importante, che è stata largamente ignorata nel corso degli anni, è il rischio di contaminazione o di crescita eccessiva di culture con estranei "falsi" delle cellule, che è stato evidenziato più di venti anni fa, dimostrando che un gran numero di linee cellulari sono stati contaminati da HeLa cellule ^8,11. L'errata interpretazione dei dati di "falsi" linee cellulari è recentemente venuto alla luce nella letteratura di nuovo. Utilizzando una combinazione di DNA profiling e citogenetica molecolare, MacLeod et al. Rivelato che su 252 nuovi tumori derivati ​​da linee cellulari umane depositato presso la Collezione tedesca di microrganismi e colture cellulari (DSMZ), circa il 18% sono risultati intraspecie o interspecie croce -contaminanti ^12,13.

Per evitare questi problemi e di sfruttare i vantaggi di cui sopra, abbiamo deciso di stabilire basso passaggio da linee cellulari di melanoma metastasi asportati recentemente.

Robuste cellule tecnologie di separazione e di analisi richiedono monocellulari preparati da generare contemporaneamente limitando la morte cellulare e la distruzione delle proteine ​​di superficie caratteristici. Uno strumento da banco per la dissociazione automatico di tessuti in sospensioni monocellulari è il dissociatore gentleMACS prodotto da Miltenyi. Quando usato in combinazione con gentleMACS C Tubi e ottimizzato soluzioni dissociazione, una dissociazione efficace e delicata del tessuto tumorale in un sistema chiuso viene raggiunto mantenendo epitopi antigenici e riducendo la perdita delle cellule. Lo strumento dispone ottimizzati, programmi preimpostati per una varietà di applicazioni specifiche e garanzie preparazione standardizzata di sospensioni monocellulari di melanoma tessuto ^14.

<p class = "jove_content"> Studi recenti hanno rivelato che la maggior parte dei tumori porto una piccola sottopopolazione di cellule tumorali cosiddette staminali (CSC), che presentano esclusivamente tumore inizia e si auto-rinnovano capacità. L'identificazione di melanociti che producono cellule staminali nel derma della pelle ha portato a formulare l'ipotesi che queste cellule potrebbero essere l'origine delle cellule staminali tumorali (CSC) nel melanoma, perché l'esposizione alle radiazioni UVA possono innescare queste cellule per la trasformazione maligna ^15. Il risultato di tale lesione genetica sarebbe cellule che ospitano una combinazione di tumore e le caratteristiche delle cellule staminali.

Uno degli indicatori chiave proposti per rappresentare la sottopopolazione di CSC nel melanoma è CD133 ^16-20. CD133 (noto anche come Prominin 1), un membro di glicoproteine ​​transmembrana pentaspan, viene espressa in cellule staminali ematopoietiche, cellule progenitrici endoteliali, cellule staminali neuronali e gliali ^21-23. Espressione di CD133 è correlata condivisione cellulare asimmetrica ^24, e l'epitopo glicosilata del CD133 è dimostrato downregulated sulla differenziazione cellulare ^25. Recentemente, CD133 ⁺ cellule di melanoma hanno mostrato di avere auto-rinnovamento e tumore iniziazione capacità di ^19,20.

Per studiare la funzione di CD133 ⁺ putativo melanoma CSC, abbiamo modificato e ottimizzato la magnetico selezione delle cellule attivate (MACS) sistema da Miltenyi Biotech per ottenere popolazioni altamente arricchito e vitale di CD133 ⁺ e CD133 ^– cellule.

Magnetica tallone basata separazione cellulare permette a ciascuna selezione negativa, come mostrato da Matheu et al. ²⁶ o selezione positiva, come indicato,. Durante la selezione positiva il particolare tipo di cellula bersaglio, ad esempio, le cellule che esprimono CD133, è magneticamente etichettato con microsfere, 50-nm particelle superparamagnetiche che sono coniugati ad anticorpi altamente specifici nei confronti di unparticolare cellula antigene di superficie. Durante la separazione, le cellule marcate magneticamente sono trattenute all'interno della colonna nel campo magnetico del separatore, mentre le cellule non marcate fluire attraverso. Seguendo fasi di lavaggio, la colonna viene rimosso dal campo magnetico del separatore, e le cellule bersaglio vengono eluite dalla colonna. Il LS o colonne MS utilizzata durante la selezione risultato positivo in frazioni di cellule marcate e non marcato con elevata purezza. D'altra parte, colonne LD, utilizzati per la selezione negativa, risultato in una purezza leggermente inferiore della frazione etichettato. A causa della densa confezionamento di loro matrice portata in queste colonne è inferiore a un rischio più elevato di celle non etichettati da intrappolati nella colonna. Colonne LD deve pertanto essere utilizzato solo per l'esaurimento rigorosa di una sottopopolazione cellulare indesiderata. Selezione positiva può essere eseguita direttamente (anticorpo accoppiato a microsfere) o indiretto marcatura magnetica (incubazione con microsfere seguito incubation con l'anticorpo primario). MACS specifici microperline sono disponibili per la selezione positiva di numerosi tipi di cellule primarie di cellule tumorali come prostatico o melanoma ^27.

Protocol

La struttura generale della dell'esperimento compresa la preparazione di singole cellule primarie da tessuto tumorale, la caratterizzazione della coltura di cellule primarie, deplezione fibroblasti e cell sorting magnetico di CD133 + e CD133 – cellule di melanoma è mostrato in Figura 1. 1. Esempio di acquisizione Verificare la presenza di approvazione etica prima di considerare i passi successivi. Preparare un tubo da 50 ml con…

Representative Results

Preparazione di singole cellule di tessuto tumorale La figura 2 esemplifica una metastasi linfa resecata nodo di un paziente prima fase tardiva melanoma (A) e dopo (B) meccanica dissociazione in 2-4 pezzi millimetri. Seguendo dissociazione enzimatica del tessuto e filtrazione attraverso una maglia di nylon 70 pm, cellule sono state pellettizzate e il supernatante scartato. In questa fase abbiamo osservato un'elevata contaminazione con eritrociti come indicato dal colore ros…

Discussion

Al fine di rimuovere contaminazioni eritrocitari dal pellet cellulare tumorale si consiglia di utilizzare la soluzione di globuli rossi del sangue lisi da Miltenyi. I vantaggi di lisare gli eritrociti rispetto alla tradizionale centrifugazione in gradiente di densità Ficoll sono che è più veloce e più semplice. Inoltre, contaminazioni con Ficoll o globuli rossi e la perdita di cellule tumorali sono evitati. Quando si osserva la crescita dei fibroblasti in coltura cellulare primaria devono essere rimossi immediatamen…

Materials

			Reagent
Accutase	PAA Laboratories GmbH	L11-007
Amphotericin B solution 250 μg/mL in deionized water	Sigma-Aldrich, Inc.	A2942-50ml
anti-fibroblasts microbeads	Miltenyi Biotec GmbH	130-050-601
CD133/1 (W6B3C1)	Miltenyi Biotec GmbH	130-092-395
Collagenase IV	Sigma-Aldrich, Inc.	C5138
DNase I	Applichem GmbH	A3778.0050
D-PBS without Ca, Mg	PAA Laboratories GmbH	H15-002
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dehydrate (EDTA)	Sigma-Aldrich, Inc.	E-7889
FBS Superior	Biochrom	S0615
Indirect CD133 Micro-Bead Kit human	Miltenyi Biotec GmbH	130-091-895	Includes: CD133/1(AC133)-Biotin, anti-Biotin MicroBeads and FcR Blocking Reagent
Penicillin-Streptomycin, liquid (100x)	Invitrogen GmbH	15140-122
Quantum 263	PAA Laboratories GmbH	U15-815
Red Blood Cell Lysis Solution (10x)	Miltenyi Biotec GmbH	130-094-183
			Equipment
Cell strainer (70 μm)	BD Biosciences	352350
gentleMACS C Tubes	Miltenyi Biotec GmbH	130-093-237
gentleMACS dissociator	Miltenyi Biotec GmbH	130-093-235
MACS Separator Multi Stand	Miltenyi Biotec GmbH	130-042-303
MACS Seperation Columns 25 LS Columns	Miltenyi Biotec GmbH	130-042-401
MACSmix Tube Rotator	Miltenyi Biotec GmbH	130-090-753
Natriumchloride	Merck KGaA	567440-1KG
Pre-Separation Filters	Miltenyi Biotec GmbH	130-041-407
QuadroMACS Separator	Miltenyi Biotec GmbH	130-090-976
Rotilabo-syringe filters (0.22 μm, PES)	Carl Roth GmbH & Co. KG	P668.1
Steritop-GP Filter Unit 500 ml	Miltenyi Biotec GmbH	SCGPS05RE