Het doel van deze methodologie is om kankercellen (CSC) te identificeren in kankercellijnen en primaire menselijke tumormonsters met het bolvormende protocol, op een robuuste manier, met behulp van functionele testen en fenotypische karakterisering met stroomcytometrie en westerse Vlek.
Kankercellen (CSC) zijn een kleine populatie met zelfvernieuwing en plasticiteit die verantwoordelijk zijn voor tumorigenese, resistentie tegen behandeling en terugkerende ziekte. Deze populatie kan worden geïdentificeerd door oppervlaktemarkers, enzymatische activiteit en een functioneel profiel. Deze benaderingen per se zijn beperkt, als gevolg van fenotypische heterogeniteit en CSC plasticiteit. Hier werken we het bolvormende protocol bij om CSC-bollen te verkrijgen van borst- en gynaecologische kankers, waarbij functionele eigenschappen, CSC-markers en eiwitexpressie worden beoordeeld. De bollen worden verkregen met eencellige zaaien bij lage dichtheid in de suspensiecultuur, met behulp van een halfvast methylcellulosemedium om migratie en aggregaten te voorkomen. Dit winstgevende protocol kan worden gebruikt in kankercellen, maar ook in primaire tumoren. De driedimensionale niet-aanhangende suspensie cultuur dacht aan de tumor micro-omgeving na te bootsen, met name de CSC-niche, wordt aangevuld met epidermale groeifactor en fundamentele fibroblast groeifactor om CSC signalering te waarborgen. Met het oog op een robuuste identificatie van CSC stellen we een complementaire aanpak voor, waarbij functionele en fenotypische evaluatie wordt gecombineerd. Gebiedsvormend vermogen, zelfvernieuwing en sfeerprojectiegebied vestigen csc-functionele eigenschappen. Daarnaast omvat karakterisering de evaluatie van de stroomcytometrie van de markers, vertegenwoordigd door CD44+/CD24– en CD133, en Western blot, gezien ALDH. Het gepresenteerde protocol werd ook geoptimaliseerd voor primaire tumormonsters, na een steekproefverteringsprocedure, nuttig voor translationeel onderzoek.
De bevolking van kanker is heterogeen, met cellen die verschillende morfologieën, proliferatie en invasiecapaciteit, toe te schrijven aan differentiële genuitdrukking voorstellen. Onder deze cellen bestaat een minderheidspopulatie genaamd kankercellen (CSC)1, die de capaciteit hebben voor zelfvernieuwing, het recapituleren van de heterogeniteit van de primaire tumorniche en het produceren van afwijkend differentiërende voorlopers die niet adequaat reageren op homeostatische controles2. CSC-eigenschappen kunnen direct worden vertaald in de klinische praktijk, gezien de associatie met gebeurtenissen, zoals tumorigeniciteit of resistentie tegen chemotherapie3. De identificatie van CSC kan leiden tot de ontwikkeling van gerichte therapieën die blokkade van oppervlaktemarkeringen, bevordering van CSC-differentiatie, blokkering van CSC-signaleringspadcomponenten, nichevernietiging en epigenetische mechanismen4kunnen omvatten.
De isolatie van CSC is uitgevoerd in cellenlijnen en in monsters van primaire tumoren5,6,7,8. Het functionele profiel beschreven voor CSC omvat clonogene capaciteit, zijbevolking en tumorosfeer vorming9. De CD44hoge/ CD24lage fenotype is consequent geassocieerd met borst CSC, die heeft bewezen tumorigeen in vivo en is al geassocieerd met epitheel aan mesenchymale overgang5,10. Hoge ALDH activiteit is ook geassocieerd met stamness en epitheel aan mesenchymale overgang (EMT) in verschillende soorten vaste tumoren11. ALDH-expressie is geassocieerd met resistentie tegen chemotherapie en csc fenotype in vitro12,13,14,15,16. Verschillende andere markers zijn gekoppeld aan CSC-eigenschappen in verschillende soorten tumoren, zoals CD133, CD49f, ITGA6, CD1663,4 en anderen, zoals beschreven in tabel 1.
De tumorsferen bestaan uit een driedimensionaal model voor de studie en uitbreiding van CSC. In dit model worden de celsuspensen van cellijnen en van bloed- of tumormonsters gekweekt in een medium aangevuld met groeifactoren, namelijk epidermale groeifactor (EFG) en basisfibroblastgroeifactor (bFGF), zonder foetaal runderserum en in niet-aanhangende omstandigheden17. Remming van celhechting resulteert in de dood door anoikis van gedifferentieerde cellen18. Bollen zijn afgeleid van de kloongroei van een geïsoleerde cel. Hiertoe worden de cellen bij een lage dichtheid verdeeld om celfusie en aggregatie te voorkomen19. Een andere strategie omvat het gebruik van halfvaste methylcellulose20.
Het gebied-vormende protocol won populariteit in CSC isolatie en uitbreiding, als gevolg van tijd en kosten en technische, winstgevende, en reproduceerbare redenen21,22. Ondanks enkele reserves over de mate waarvan de bolvorming CSC weerspiegelt, is er een neiging van stamcellen om te groeien in niet-aanhangende omstandigheden met het karakteristieke fenotype, dat lijkt op de inheemse micro-omgeving21. Geen van de methoden die beschikbaar zijn voor isolatie van CSC van vaste tumoren heeft volledige efficiëntie, met de nadruk op het belang van het ontwikkelen van meer specifieke markers of combinaties van methodologieën en markers.
In dit protocol beschrijven we de isolatie van CSC met het gebiedsvormende protocol, met het principe van eencellige groei in niet-aanhangende omstandigheden en het vermogen om een gedifferentieerd fenotype te produceren. Een schematische weergave van deze procedure is vertegenwoordigd in figuur 1. We beschrijven ook de karakterisering met oppervlaktemarkers en ALDH-expressie voor CSC, zowel voor borst- als gynaecologische tumorcellenlijnen en monsters van primaire tumoren.
Dit protocol beschrijft een aanpak om tumorsferen te verkrijgen van kankercellijnen en primaire menselijke monsters. Tumorsferen zijn verrijkt in een subpopulatie met stamcelachtige eigenschappen36. Deze verrijking in CSC is afhankelijk van de levensvatbaarheid in een ankerplaatsvrije omgeving, terwijl gedifferentieerde cellen afhankelijk zijn van hechting aan een substraat37. Aangezien primaire beplating van tumorcellen in een lage hechtingsomgeving die schorsing oplegt, g…
The authors have nothing to disclose.
Deze studie werd gefinancierd door de Portugese Vereniging van Gynaecologie via de Onderzoeksprijs 2016 en door CIMAGO. Cnc. IBILI wordt ondersteund door de Foundation for Science and Technology, Portugal (UID/NEU/04539/2013) en mede gefinancierd door FEDER-COMPETE (POCI-0145-FEDER-007440). Het Coimbra Hospital and Universitary Center (CHUC) Tumor Bank, goedgekeurd door chuc’s Ethics Committee for Health en door de Portugese National Data Protection Commission, was de bron van endometrium monsters van patiënten gevolgd bij de instelling Gynaecologie Service. Figuur 1 werd geproduceerd met behulp van Servier Medical Art, verkrijgbaar bij www.servier.com.
Absolute ethanol | Merck Millipore | 100983 | |
Accutase | Gibco | A1110501 | StemPro Accutas Cell Dissociation Reagent |
ALDH antibody | Santa Cruz Biotechnology | SC166362 | |
Annexin V FITC | BD Biosciences | 556547 | |
Antibiotic antimycotic solution | Sigma | A5955 | |
BCA assay | Thermo Scientific | 23225 | Pierce BCA Protein Assay Kit |
Bovine serum albumin | Sigma | A9418 | |
CD133 antibody | Miteny Biotec | 293C3-APC | Allophycocyanin (APC) |
CD24 antibody | BD Biosciences | 658331 | Allophycocyanin-H7 (APC-H7) |
CD44 antibody | Biolegend | 103020 | Pacific Blue (PB) |
Cell strainer | BD Falcon | 352340 | 40 µM |
Collagenase, type IV | Gibco | 17104-019 | |
cOmplete Mini | Roche | 118 361 700 0 | |
Dithiothreitol | Sigma | 43815 | |
DMEM-F12 | Sigma | D8900 | |
DNAse I | Roche | 11284932001 | |
ECC-1 | ATCC | CRL-2923 | Human endometrium adenocarcinoma cell line |
Epidermal growth factor | Sigma | E9644 | |
Fibroblast growth factor basic | Sigma | F0291 | |
Haemocytometer | VWR | HERE1080339 | |
HCC1806 | ATCC | CRL-2335 | Human mammary squamous cell carcinoma cell line |
Insulin, transferrin, selenium Solution | Gibco | 41400045 | |
MCF7 | ATCC | HTB-22 | Human mammary adenocarcinoma cell line |
Methylcellulose | AlfaAesar | 45490 | |
NaCl | JMGS | 37040005002212 | |
Poly(2-hydroxyethyl-methacrylate | Sigma | P3932 | |
Putrescine | Sigma | P7505 | |
RL95-2 | ATCC | CRL-1671 | Human endometrium carcinoma cell line |
Sodium deoxycholic acid | JMS | EINECS 206-132-7 | |
Sodium dodecyl sulfate | Sigma | 436143 | |
Tris | JMGS | 20360000BP152112 | |
Triton-X 100 | Merck | 108603 | |
Trypan blue | Sigma | T8154 | |
Trypsin-EDTA | Sigma | T4049 | |
��-actin antibody | Sigma | A5316 |