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Artigo de método

Viabilidade aprimorada para culturas de hidrogel 3D Ex vivo de xenoenxertos derivados do paciente em uma plataforma microfluida perfusada

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DOI:

10.3791/60872

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5 de dezembro de 2020

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Neste artigo

Resumo

Este protocolo demonstra métodos para permitir a cultura in vitro estendida de xenoenxertos derivados do paciente (PDX). Um passo aumenta a viabilidade geral das culturas de cluster multicelulares em hidrogéis 3D, através da remoção direta de células únicas não viáveis. Um passo secundário demonstra as melhores práticas para a cultura PDX em uma plataforma microfluida perfumada.

Resumo

Os xenoenxertos derivados do paciente (PDX), gerados quando ressecados do tecido tumoral do paciente são grafados diretamente em camundongos imunocomprometidos, permanecem biologicamente estáveis, preservando características moleculares, genéticas e histológicas, bem como a heterogeneidade do tumor original. No entanto, usar esses modelos para realizar uma infinidade de experimentos, incluindo a triagem de medicamentos, é proibitivo tanto em termos de custo quanto de tempo. Sistemas de cultura tridimensional (3D) são amplamente vistos como plataformas nas quais as células cancerígenas retêm sua integridade biológica através de interações bioquímicas, morfologia e arquitetura. Nossa equipe tem ampla experiência em cultivo de células PDX in vitro usando matrizes 3D compostas de ácido hialurônico (HA). A fim de separar as células estromais do fibroblasto do camundongo associadas aos PDXs, usamos cultura de rotação, onde células estromais aderem à superfície das placas tratadas pela cultura tecidual enquanto células tumorais PDX dissociadas flutuam e se associam a aglomerados multicelulares. Também flutuando no supernante estão células solteiras, muitas vezes mortas, que representam um desafio na coleta de agrupamentos PDX viáveis para encapsulamento a jusante em hidrogéis para cultura celular 3D. Para separar essas células únicas de aglomerados de células vivas, empregamos centrifugação gradiente de passo de densidade. O protocolo aqui descrito permite o esgotamento de células únicas não viáveis da população saudável de aglomerados celulares que serão usados para mais experimentações in vitro. Em nossos estudos, incorporamos as culturas 3D em placas microfluidas que permitem a perfusão da mídia durante a cultura. Depois de avaliar as culturas resultantes usando um ensaio de viabilidade baseado em imagem fluorescente de células purificadas versus não purificadas, nossos resultados mostram que essa etapa de separação adicional reduziu substancialmente o número de células não viáveis de nossas culturas.

Introdução

Na última década, o campo da pesquisa sobre o câncer demonstrou um entusiasmo renovado pelos xenoenxertos derivados do paciente (PDXs) como uma ferramenta para avaliar a dependência da via celular do câncer e a suscetibilidade de medicamentos1. Os modelos PDX mais comuns são estabelecidos pela implantação subcutânea ou ortotópica de células tumorais humanas — um fragmento de tumor, um conjunto de células derivadas de tumor dissociados ou uma amostra de células tumorais circulantes isoladas (CTCs) — em um hospedeiro de roedores. Se o tumor "tomar" for bem sucedido, as células de xenoenxerto se proliferarão, vascularizarão e interagirão com o tec....

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Protocolo

O tecido tumoral foi obtido com o consentimento do paciente e de acordo com um protocolo aprovado do Conselho de Revisão Institucional (IRB). Os xenoenxertos foram implantados, cultivados e colhidos de acordo com um protocolo aceito do Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (IACUC).

NOTA: Todo o trabalho deve ser realizado em um armário de segurança biológica estéril para manter a esterilidade. Todas as etapas devem ser conduzidas à temperatura ambiente, a menos que seja especificada de outra forma.

1. Preparação de materiais para processamento de PDX

  1. Fórceps autoclave e alça de bisturi ou lâ....

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Resultados

Um roqueiro de perfusão programável foi preparado em uma incubadora padrão de cultura celular tomada pela água, e placas microfluídicas de duas pistas foram preparadas em um armário padrão de biossegurança para carregamento(Figura 1). Um tumor PDX MDA-PCA-118b foi expandido in vivo, colhido quando atingiu um tamanho máximo, e dissociado como descrito no protocolo seção 2 para criar uma suspensão de chorume de células, aproximadamente em um estado de célula única(Figura 2.......

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Discussão

Aqui descrevemos um método para processar e cultivar células tumorais viáveis derivadas de PDX em um sistema de cultura 3D de alta produtividade e perfundido. Embora este protocolo utilize tecido PDX PCa, é igualmente eficaz para outros tumores derivados da epitelial. As características tumorais variam entre linhas PDX individuais mesmo dentro do mesmo tecido de origem (próstata, mama, etc.). Algumas linhas PDX são mais fibrosas e difíceis de isolar células viáveis, enquanto outras são mais celulares. O tamanho do tumor .......

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Este trabalho foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde National Cancer Institute Fase I (HHSN26120700015C) e P01CA098912.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
1N NaOHqualquer grau
adequado 60 mm pratos redondos de cultura de tecidos
placa de cultura de tecidos de 6 poçosadequada qualquer
filtros de células mCorning431751ou equivalente
CentrífugaEppendorf5810R com rotor e baldes adequados para tubos de centrífuga cônicos de 15/50 mLou
equivalente Solução de centrifugação de gradiente de densidadeMillipore SigmaP1644Percoll
Dimetilsulfóxido qualquergrau de cultura de tecidos adequado
Solução enzimática de dissociaçãoStemCell Technologies07921ACCUMAX
DMEM-F12ThermoFisher Scientific11039021ou equivalente
Fórcepsqualquer
kit de hidrogel HAESI BIOGS311HyStem (ácido hialurônico-SH e PEGDA)
Hanks Solução salina balanceadaLonza10-527Fou equivalente
Inativado por calor soro fetal bovinoAtlanta BiologicalsS11150
HemocitômetroFisher Scientific02-671-51B Hausser BrightLineou equivalente
Hoechst 33342ThermoFisher ScientificH1398ou equivalente
Software de processamento de imagemOxford InstrumentsImaris 9.3ou equivalente
Kit de Viabilidade/Citotoxicidade de Células VIVAS/MORTAS (Calcein-AM/ Etídio Homodímero-1)ThermoFisher ScientificL3224ou equivalente
Placa de cultura microfluídicaMimetas9603-400-BMicroscópio de placas organográficas de 2 vias
NikonA1Rou equivalente
Pipeta multicanalEppendorf3125000036ou
equivalente Tecidotumoral derivado de PDXobtido sob aprovação IRB para tecido humano e aprovação IACUC para hospedeiro animal
Penicilina-estreptomicinaThermoFisher Scientific15140-122ou equivalente
Balancim de perfusãoMimetasOrganoPlate Perfusion Rocker Mini
tiras de pH (pH 5-9)qualquer
solução salina tamponada com fosfatoLonza17-516Fou equivalente
Lâminas dequalquer agitador
xy rotativoVWRAdvanced 3500 Orbital Shakerou equivalente
Bisturi lidar comqualquer
pipeta de repetição de canal únicoadequado Eppendorf22260201
Estéril, tubosqualquer adequado
Estéril, 50mL tubos cônicos doalgum apropriado
de cultura de tecidos qualquer 70 µ adequado; ADEQUADO adequada barbear adequado de centrífuga cônicos de 15mL centrifugador

Referências

  1. Jung, J., Seol, H. S., Chang, S. The Generation and Application of Patient-Derived Xenograft Model for Cancer Research. Cancer Research and Treatment: Official Journal of Korean Cancer Association. 50 (1), 1-10 (2018).
  2. Malaney, P., Nicosia, S. V., Dave, V.

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Reimpressões e permissões

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