Селективный Cell Исключение из смешанной 3D культуры Использование ближней инфракрасной области Photoimmunotherapy Техника

Summary

Eliminating specific cells without damaging other cells is extremely difficult, especially in established tissue, yet there is an urgent need for a cell elimination method in the tissue engineering field. Here, we present a method for specific cell elimination from a mixed 3D cell culture using near infrared photoimmunotherapy (NIR-PIT).

Abstract

Recent developments in tissue engineering offer innovative solutions for many diseases. For example, tissue engineering using induced pluripotent stem cell (iPS) emerged as a new method in regenerative medicine. Although this tissue regeneration is promising, contamination with unwanted cells during tissue cultures is a major concern. Moreover, there is a safety concern regarding tumorigenicity after transplantation. Therefore, there is an urgent need for eliminating specific cells without damaging other cells that need to be protected, especially in established tissue. Here, we present a method for specific cell elimination from a mixed 3D cell culture in vitro with near infrared photoimmunotherapy (NIR-PIT) without damaging non-targeted cells. This technique enables the elimination of specific cells from mixed cell cultures or tissues.

Introduction

Устранение конкретных клеток, не повреждая другие клетки крайне сложно, особенно в установленном ткани, и существует острая потребность в способе устранения клеток в тканевой инженерии области. В настоящее время в области регенеративной медицины, культуры тканей с использованием эмбриональных стволовых клеток (ES), плюрипотентные стволовые клетки (ЭСК) или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПС) являются перспективными материалами ^{1 – 3.}

Хотя эта регенерации тканей является перспективным, загрязнение нежелательных клеток является серьезной проблемой. Кроме того, существует беспокойство безопасности туморогенности после трансплантации ^4,5. Хотя многие исследования были сосредоточены на этих вопросах , чтобы устранить специфические клетки, особенно в регенеративной медицине ^{6 – 8,} ни один практический метод не был разработан.

Рядом с инфракрасной photoimmunotherapy (NIR-ИПН) является лечение, основанное на антитело-photoabsorber conjugatе (APC). АРС состоит из клеток-специфических моноклональных антител (монАТ) и photoabsorber, IR700. IR700 представляет собой гидрофильную производное кремнезем-фталоцианина и не вызывает фототоксичности сам по себе ^9. IR700 ковалентно конъюгированный с антителом через амидные остатков в боковой цепи молекул лизина. АРС связывает молекулы-мишени на мембране клетки, а затем вызывает почти немедленное некроз клеток после воздействия NIR света при 690 нм. Во время воздействия NIR-света, клеточные мембраны разрывов , приводящих к клеточной смерти ^{9 – 14.} NIR-PIT доказала свою эффективность с несколькими антител или фрагментов антител, в том числе анти-EGFR, анти-HER2, анти-PSMA, анти-CD25, анти-mesothelin, анти-GPC3, и анти-СЕА ^{15 – 21.} Таким образом, БИК-PIT могут быть использованы против широкого спектра молекул-мишеней. Кроме того, NIR-PIT является хорошо контролируемое лечение, которое позволяет избирательно лечение конкретных регионов путем ограничения NIR-LIGHт облучение ^18,22.

Здесь мы представляем метод устранения специфического клеточного использованием БИК-шахтное из смешанных 3D культур.

Protocol

Примечание: Следующий протокол описывает необходимые шаги для устранения конкретных клеток с использованием БИК-шахтное. Органы управления и другие сведения о NIR-шахтное и жизнеспособность клеток может быть найден в другом месте 18. 1. Сопряжение IR700 с моноклональными антитела…

Representative Results

Для того, чтобы оптически наблюдать эффект NIR-PIT, в А431 клеточной линии, которая гиперэкспрессией EGFR, была генетически модифицированной также выразить GFP и люциферазу (А431-Luc-GFP). В качестве нецелевых БИК-шахтное, клеточная линия Balb / 3T3 был оптически изменен, чтобы выразить…

Discussion

Демонстрируется способ устранения специфического клеточного из смешанной 3D культуры клеток без ущерба для нецелевых клеток с использованием БИК-шахтное. До сих пор не существует практического метода элиминации клеток, как только будет установлено ткани или после трансплантации. Так…

Materials

IRDye 700DX Ester Infrared Dye	LI-COR Bioscience (Lincoln, NE, USA)	929-70011
Na2HPO4	SIGMA-ALDRICH (St. Louis, MO, USA)	S9763
Sephadex G25 column (PD-10)	GE Healthcare (Piscataway, NJ, USA)	17-0851-01
Coomassie (bradford) Plus protein assay	Thermo Fisher Scientific Inc (Waltham, MA, USA)	PI-23200
Perfecta3D 96-Well hanging Drop Plates	3D Biomatrix Inc (Ann Arbor, MI, USA)	HDP1096-8
Optical power meter	Thorlabs (Newton, NJ, USA)	PM100
LED: L690-66-60	Marubeni America Co. (Santa Clara, CA, USA)	L690-66-60
Vectibix (panitumumab)	Amgen (Thousand Oaks, CA, USA)
35mm glass bottom dish, dish size 35mm, well size 10mm	Cellvis (Mountain View, CA, USA)	D35-10-0-N