Summary

Определение оптимальной частоты ингибирования для злокачественных клеток с использованием полей для лечения опухолей (TTFields)

Published: May 04, 2017
doi:

Summary

Поля для лечения опухолей (TTFields) – эффективный метод противоопухолевой терапии, обеспечиваемый непрерывным неинвазивным применением низкоинтенсивных, промежуточных и чередующихся электрических полей. Применение TTFields к клеточным линиям с использованием системы прикладных программ TTFields in vitro позволяет определять оптимальную частоту, которая приводит к наивысшему снижению количества клеток.

Abstract

Опухоль Лечение Fields (TTFields) являются эффективным методом лечения доставляется через непрерывного, неинвазивного применения низкой интенсивности (1-3 В / см), переменных электрических полей в диапазоне частот от нескольких сотен кГц. Исследование TTFields в культуре ткани осуществляется с использованием TTFields в пробирке прикладной системы, что позволяет применение электрических полей различной частоты и интенсивность в керамические чашки Петри с высокой диэлектрической проницаемостью (ɛ> 5000). Раковые клеточные линии высевают на покровных в нижней части керамической чашки Петри подвергают TTFields доставленного в двух ортогональных направлениях на различных частотах, чтобы облегчить лечение испытаний результата, такие как числа клеток и клоногенные анализы. Результаты, представленные в настоящем докладе, показывают, что оптимальная частота TTFields по обоим пунктам клеток и клоногенные анализов составляет 200 кГц для обоих яичников и клеток глиомы.

Introduction

Опухолевые Лечащие Поля (TTFields) являются анти-митотической модальностью для лечения глиобластомы и потенциально других типов рака. Поля доставляются с помощью непрерывного применения низкой интенсивности (1-3 В / см), промежуточной частоты (100-500 кГц), переменных электрических полей в области опухоли 1, 2. Применение TTFields в пробирке и в естественных условиях было показано, ингибирует как рост различных раковых клеточных линий и прогрессирование опухолей в нескольких опухолевых животных моделей 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Экспериментальные клинические испытания и более крупных рандомизированных исследований у больных с солидными опухолями, в том числе глиобластомы и немелкоклеточного рака легкого, у demonstоценили безопасность и эффективность непрерывного применения TTFields 8, 9, 10. Была найдена Эффективность TTFields быть: (1) зависит от частоты, с определенными оптимальными частотами ведущих к самому высокому сокращению количества клеток клеточных линий из различных источников 1, 2, 4, 5, 6, 7; (2) Интенсивность в зависимости от электрического поля, с минимальным порогом активности со скоростью около 1 В / см и более мощных высоких интенсивности 1, 2, 7, 11; (3) усиливается , когда длительность лечения больше 5; и (4) выше, когда 2 направления TTFields были применены перпендикулярно друг друЭр, по сравнению с электрическими полями, приложенными с одного направления 1 . Основываясь на вышеприведенных данных, TTFields можно применять для пациентов на длительный период времени, используя 2 набора массивов преобразователей, локализованных на коже пациентов, чтобы максимизировать интенсивность электрического поля в слое опухоли 12 , 13 .

Изучение эффектов TTFields на раковые клетки in vitro в настоящее время дает единственный способ определить оптимальную частоту, применяемую к конкретному типу опухоли. Тестирование на оптимальную частоту требует устройства, которое позволяет применять различные частоты в диапазоне 100-500 кГц и при интенсивностях среднеквадратичного значения (до среднеквадратичного значения 3 В / см) для культуры клеток. Поскольку приложение TTFields вырабатывает тепло, прикладная система требует способности рассеивать избыточное тепло, сохраняя при этом жесткий контроль над температурой.

Несколько устройстве годы развиваются , чтобы разрешить применение TTFields в клеточных культурах 1, 2, 5, 14, 15, 16. Во всех этих устройствах, электроды , используемые были изолированы, чтобы избежать предостережений , связанные с использованием проводящих электродов, такими , как обмен электронов на поверхности электрода и высвобождение ионов токсичных металлов в среду 1. Основное различие между различными прикладными системами TTFields тестируемых является тип электрода изоляции используется, либо с электродами из металлической проволоки с изоляцией тонкой пленкой диэлектрика 2, 14, 15, 16 или с высокой диэлектрической проницаемости материала (например, свинец магния ниобата свинца-titanatе (ПМН-СТ)) 6. В то время как с изолированным проволочные электроды предлагают относительно простую и экономически эффективное решение для применения TTFields, они часто ограничены высокого напряжения, необходимого для достижения эффективной напряженности электрического поля выше порогового значения 1 В / см и поверхностью, доступной для клеточной обшивки, как расстояние между электродами является относительно небольшим. Системы на основе электродов изолированы с помощью высокой диэлектрической проницаемости материала требуются специальные конструкции и производственные возможности, но они не требуют высокого напряжения и может предложить большую площадь для роста клеток между электродами.

В пробирке прикладной системы TTFields используется в этой работе принадлежит к последнему классу систем, причем основной блок будучи чашки Петри (TTFields блюдо, рисунок 1) состоит из высокой диэлектрической проницаемости керамики (т.е., ПМН-СТ). Две паров электродов напечатаны перпендикулярны на внешних валяхLs на блюдо TTFields, чтобы обеспечить применение электрических полей от 2-й направлений. Электроды подключены к синусоидальной формы сигнала генератора и усилителя, который позволяет для применения TTFields в частотном диапазоне 50-500 кГц. Для того, чтобы рассеивать избыточное тепло, блюда TTFields находятся внутри охлажденный инкубатор, со средой контроля температуры осуществляется с использованием постоянного контроля температуры тарелки и корректировкой напряжения, приложенным к системе. На практике установка инкубатора до более низкой температуры приведет к увеличению напряженности электрического поля, так как система увеличивает напряжение до целевой температура в чашке не будет достигнута. Разница между температурой внутри тарелки и температурой инкубатора может привести к некоторому испарению, в зависимости от температурных градиентов; следовательно, культуральная среда должна быть заменена каждые 24 ч, чтобы поддерживать адекватные условия роста.

Протокол нижеописывает экспериментальную процедуру для оптимизации применения TTFields частот к раковым клеткам таким образом, что максимальное уменьшение ячейки подсчета и уменьшение потенциала выживших клеток с образованием колоний достигаются.

Protocol

1. TTFields In Vitro Application System – Обслуживание базовой плиты и посуды Промыть посуду и подстилку под проточной водопроводной водой. Затем ополосните деионизированной водой и высушите на воздухе. Если химиотерапевтическое средство / лекарство было добавлено к чашкам в предыдущем эксперименте, наполните каждое блюдо 5% -ным легким моющим раствором и оставьте на ночь. Тщательно промойте посуду под проточной водопроводной водой, чтобы избежать следов моющего средства внутри посуды. Промойте посуду и чашки деионизированной водой и высушите на воздухе. Вставьте чистые и сухие блюда с их крышками в пакеты для стерилизации. Уплотните и поместите мешки в автоклав, чтобы посуда была обращена вниз. Автоклав в течение 30 мин при температуре не выше 121 ° С. Установите автоклав на сухую программу, откройте дверцу автоклава и высушите посуду в течение 30 минут. Протрите опорную пластину тканью, слегка смоченной 70% -ным этанолом. </ Ол> Установка 2. Эксперимент ПРИМЕЧАНИЕ: Все оборудование и материалы, используемые в настоящем протоколе описываются в списке материалов. Все описанные ниже шаги должны быть выполнены в шкафу с ламинарным потоком в то время как стерильные условия поддерживаются. Подготовьте чистые и стерильные TTFields посуду и крышки, как описано в разделе 1. Протрите опорную плиту с тканью, слегка смоченной 70% -ным этанолом. Установите посуду TTFields с крышками на опорной плите, нажав аккуратно на блюдо и не вращается по часовой стрелке приблизительно на 5 мм до обода тарелки замков на трех штифтов на опорной плите. Поместите стерильную 22-мм покровное (лечение пластика или стекла) на дне каждой тарелки. Подготовка суспензии клеток в полной среде роста (модифицированная среда Дульбекко Игла для U-87 MG и F98; RPMI для A2780 и OVCAR-3, дополненной, как описано в Список материалов). Примечание: в.п.Концентрации II зависят от типов клеток и продолжительности эксперимента, к концу эксперимента не должно быть превышено 80% -90% роста слившихся клеток. ОСТОРОЖНО : Линии клеток человека могут представлять биологическую опасность, и с ними следует обращаться с соответствующими мерами безопасности. Поместите 200 мкл клеточной суспензии (обычно 5000-20000 клеток в 200 мкл для 72-часового эксперимента, в зависимости от времени удвоения), как капля в центре каждого покровного стекла и накройте крышкой тарелки. Инкубируйте при 37 ° С в инкубаторе с CO 2, пока клетки не прилипают; На этой стадии возможна инкубация в течение ночи. Аспирируйте жидкости из капли с помощью пипетки емкостью 200 или 1000 мкл. Мягко пипеткой 2 мл полной среды роста, чтобы заполнить каждое блюдо. Используйте стерильный наконечник для пипетки и мягко постукивайте по краям покровного стекла, чтобы выпускать пузырьки воздуха, иногда попадающие под предметное стекло. Закройте посуду крышками и поставьте их на местоне Ide инкубатора СО 2 при температуре 37 ° С до начала лечения TTFields. 3. Применение TTFields Передача базовых пластин с прилагаемыми блюдами TTFields к охлаждаемому СО 2 инкубатора. Примечание: В пробирке приложение TTFields будет генерировать тепло; Таким образом, охлаждаемый инкубатор для компенсации потепления блюд. Более высокое TTFields интенсивность будет производить больше тепла и будет требовать ниже инкубатор температуры окружающей среды (таблица 1). Клинически соответствующее TTFields интенсивность достигается, когда температура в инкубаторе для применения TTFields находится в диапазоне 18-30 ° С. Подключите плоский разъем кабеля женского к опорной плите. Включите генератор TTFields на. Запуск TTFields в пробирке системного программного обеспечения , приложений и выбор параметров эксперимента. Определить новый эксперимент. Введите имя ехрeriment и владелец эксперимента в пользовательском интерфейсе программы на экране компьютера. Регулировка частоты и заданной температуры для каждой тарелки или опорной плиты. Запустите приложение TTFields с помощью программного обеспечения. Убедитесь в том, что все блюда подключены правильно и появляются светло-голубой цвет на мониторе. Если блюдо обведена красной рамкой (что означает, что он не правильно подключен), нажмите на нее, осторожно и медленно вращаться назад и вперед, пока контакты не будут восстановлены, и блюдо будет светло-голубой. Оставьте TTFields в пробирке системы приложений , работающих до 24 часов. Если эксперимент достигает конечной точки, остановить эксперимент, нажав на кнопку END ЭКСПЕРИМЕНТ в программном обеспечении и перейдите к шагу 5. Если нет, то нажмите на паузу эксперимента. Отсоедините плоский разъем кабеля от опорной плиты. Снимите опорную плиту с посудой из инкубатора в шкаф с ламинарным потоком. Замените среду во всех блюдуэс каждые 24 ч и вернуть опорную плиту в охлажденном инкубаторе. Подключите базовую пластину к генератору с помощью плоского кабеля. Продолжить эксперимент, нажав на кнопку ПРОДОЛЖИТЬ. 4. Контрольные образцы Примечание: Grow контрольные клетки в аналогичных условиях в TTFields-обработанных клеток, за исключением применения TTFields. Контрольные образцы пластины с одной и той же суспензией, и на подобную поверхность, используемую для покрытия TTFields-обработанных образцов. Поместите посуду управления в СО 2 инкубаторе при температуре 37 ° С. Заменить среды в посуде каждые 24 ч, чтобы соответствовать TTFields обработанных условий блюда среды. 5. Эксперимент End После нажатия на кнопку END ЭКСПЕРИМЕНТ, ждать программного обеспечения, чтобы получить все записи из системы и сохранения записей на компьютере. Используйте кнопку ОТЧЕТЫ для обзора температуры, тока и сопротивления лог пЧтобы убедиться, что все блюда обработаны в соответствии с планом эксперимента. ПРИМЕЧАНИЕ . Все отчеты и журналы сохраняются на компьютере после окончания эксперимента и могут быть просмотрены в любое время. Отключите генератор TTFields. Отсоедините плоский кабель от опорной пластины и выньте его из инкубатора. Чтобы удалить керамическую тарелку, нажмите вниз и поверните чашку против часовой стрелки, чтобы разблокировать ее с плиты основания. Возьмите посуду в шкаф с ламинарным потоком и асептически снимите покровные стекла. Перенесите их в стерильные чашки Петри, содержащие свежую среду или забуференный фосфатом физиологический раствор (PBS) для дальнейшего обследования и оценки. 6. Оценка влияния TTFields ПРИМЕЧАНИЕ. Эффекты TTFields могут быть определены несколькими способами. Используйте один или несколько из следующих методов для сравнения обработанных клеток с необработанными контрольными клетками: Количество ячеек Удалите среду / PBS из каждого покровного блюда. Добавить 0,5 мл 0,25% трипсина / EDTA в каждую чашку и инкубировать в течение 10 мин ( т.е. до тех пор , пока клетки не начнут отсоединяться от поверхности покровного слоя) при 37 ° С в инкубаторе с CO 2 . Добавить 0,5 мл полной питательной среды для нейтрализации трипсина и повторно суспендировать клетки, осторожно пипетируя вверх и вниз. Подсчитывайте клетки, используя любую стандартную методику подсчета клеток, которая совместима с подсчетом низких концентраций клеток ( т.е. около 20000 клеток / мл). Клоногенный анализ Таблетка с одинаковым количеством клеток (100-500 клеток на блюдо) из каждой чашки на новые, стерильные чашки Петри или 6-луночные планшеты, содержащие 2 мл свежей полной среды для роста. Инкубируйте в CO 2 -инкубаторе при 37 ° C в течение 1-3 недель (в зависимости от свойств каждой клеточной линии), пока не образуются колонии, состоящие из ~ 50 клеток. Оцените ячейкуколичество в колонию с помощью световой микроскопии. Удалите среду и промыть PBS. Удалить PBS и добавьте ледяной метанол (1 мл). Инкубируйте при -20 ° С в течение 10 мин или дольше. Удалите метанол. Добавьте кристаллические фиолетовый раствор (0,1% вес / объем в 25% об / об метаноле в воде) и инкубируют в течение 20 мин. ВНИМАНИЕ: Кристаллический фиолетовый является потенциальным канцерогеном; использовать перчатки при работе с кристаллическим фиолетовым. Удалите кристаллический фиолетовый, промыть 3 раза деионизированной водой и сушат на воздухе. Количество колоний, образованных в каждой чашке.

Representative Results

Результаты применения TTField при сканировании различных частот могут быть количественно определены на основе различных анализов, таких как подсчет клеток, колориметрические анализы, клоногенные анализы и исследования изменений в количестве инвазионных клеток с использованием камеры Бойдена, помещенной внутри специальных высокостенных TTFields Блюдо для культивирования клеток. Тщательное экспериментальное планирование, основанное на предопределенных временах удвоения клеток, позволит клеткам достичь максимального количества митотических событий в течение продолжительности лечения, таким образом максимизируя результаты лечения. Фиг.2 иллюстрирует типичный результат частотного сканирования для среднего количества клеток ( то есть количество клеток) и клоногенный анализ A2780 ( то есть, раковые клетки яичника человека, фиг. 2A ) 7 и F-98 ( т.е. клетки глиомы крысы;«> Фигура 2В) 1 обрабатывают двум направленными TTFields (диапазон частот: 100-500 кГц, RMS: 1,7 В / см, а температура инкубатора:. 18 ° С) Результаты демонстрируют значительное снижение количества клеток на всех частотах применяется , с максимальным сокращением на 200 кГц для всех клеточных линий , тестированных (однофакторного дисперсионного анализа с несколькими сравнения). оптимальная частота приводит к наивысшей снижению клоногенном потенциала было одинаковым для обоих А2780 и F98 клеток (фигуры 2В и с) . коэффициент корреляции Пирсона между числом клеток и клоногенным эффектом на каждую частоте был 0,967 (р = 0,002) и 0,755 (р = 0,083) для A2780 и F98 соответственно. Рисунок 3 демонстрирует результаты сканирования частоты для среднего количества клеток для OVCAR-3 (то есть, человека клеток рака яичников; на фигуре 3А) и U-87 МG ( т.е. клетки глиомы человека, фиг.3B ), обработанные двумя направлениями TTField при разных интенсивностях (RMS: 1,7, 1,3 и 1,0 В / см, соответственно, и температура инкубатора: 18 ° C, 24 ° C и 28 ° C, соответственно). Результаты показывают, что, несмотря на значительное снижение количества клеток OVCAR-3 после обработки 1,3-V / cm TTFields (температура инкубатора: 24 ° C), эффект относительно невелик по сравнению с результатами, полученными при обработке клеток С 1,7 В / см (температура инкубатора: 18 ° С). Клетки U-87 MG, обработанные 1.0-V / cm TTFields (температура инкубатора: 28 ° C), также демонстрируют сходную тенденцию к уменьшению числа клеток, как при обработке 1.7 В / см, однако эффект не был значительным при более низких интенсивностях , Figurе 1. Было установлено TTFields блюдо на блок опорной плиты и подключено к плоскому кабелю управления TTFields. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры. Рисунок 2. Частота развертки для определения ингибирующей частоты оптимальные TTFields для (А) А2780 и (В) F98 клеток. Клетки обрабатывали в течение 72 ч с TTFields разных частот (1,7 В / см и 100-500 кГц). Эффект лечения TTFields оценивали с помощью счетчика клеток и клоногенных анализов. Стрелка указывает на оптимальную частоту. Результаты представляют собой средние значения ± SD на основе по меньшей мере, 6 повторов для каждой частоты испытания. (С) Характерными образами клоногенных с Выживание клеток A2780 после лечения TTFields на разных частотах. Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка. Рисунок 3 . Сканирование частоты для определения оптимальной частоты торможения TTFields для клеток (A) OVCAR-3 и (B) U-87 MG. Клетки обрабатывали в течение 72 часов TTFields различных частот (100-500 кГц) и интенсивностей (OVCAR-3: 1,3 и 1,7 В / см; U-87 MG: 1,0 и 1,7 В / см). Эффект лечения TTFields оценивали, используя подсчет клеток. Стрелка указывает оптимальную частоту. Результаты представляют собой средние значения ± SD, основанные, по меньшей мере, на 6 повторениях в каждой проверенной частоте.пг»целевых =„_blank“> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры. Инкубатор температуры окружающей среды Ожидаемое TTFields интенсивность (° С) (V / см RMS) 18 1,62 19 1,55 20 1,48 21 1,41 22 1,33 23 1,26 24 1,19 25 1,12 26 1,04 27 0,97 28 0.9 29 0,83 <TD> 30 0,76 Таблица 1. Температура окружающей среды инкубатора и ожидаемые значения TTFields в тарелке TTFields.

Discussion

TTFields – это новая противоопухолевая модальность, основанная на непрерывном применении правильно настроенных переменных электрических полей 1 , 2 , 8 , 9 , 10 , 17 . Максимизация противоопухолевой эффективности является желательным результатом для всех методов лечения. Таким образом, «борьба» за каждый дополнительный процент ингибирования роста злокачественных клеток может оказать значительное влияние на долгосрочный клинический исход для пациентов. Это связано с требуемым непрерывным характером применения TTFields и связанным с этим кумулятивным эффектом. Максимизация применения TTFields может быть достигнута несколькими способами: (1) повышение интенсивности электрического поля 1 , 7 , (2) удлинение продолжительности лечения 5 , (3) поиск наиболее эффективных комбинацийна с другими методами лечения 18, 19, и (4) определение оптимальной частоты 1, 2, 4, 6, 7. Максимизация напряженность электрического поля в месте опухоли достигается за счет оптимизации расположения массивов на коже пациента; это позволяет для доставки максимальной интенсивности поля к опухоли , основанных на индивидуальной анатомии пациента 20. Удлинение продолжительность лечения зависит главным образом от соблюдения пациента с лечением ( в течение по крайней мере 18 часов в день) 17. Нахождение правильного сочетания с другими методами лечения и определение оптимальной частоты в значительной степени зависит от результатов в пробирке, а не подтвержденные маркеров для результатов лечения TTFields На данный момент доступны. В этой работе мы выделили экспериментальный рНеобходимые для определения оптимальной частоты TTFields для раковых клеточных линий с использованием системы применения TTFields in vitro . Описанные здесь методы потенциально могут быть использованы для скрининга комбинации других методов лечения рака ( например, химиотерапевтических агентов или облучения) с TTFields и для определения оптимальной частоты введения TTField для каждой конкретной комбинированной терапии.

В соответствии с предыдущими публикациями, результаты, показанные здесь, демонстрируют, что оптимальная частота для лечения как клеток глиомы, так и раковых клеток яичников составляет 200 кГц 1 , 7 . В этой работе мы впервые продемонстрировали, что оптимальная частота TTFields для снижения клоногенного потенциала связана с частотой, которая приводит к максимальному цитотоксическому эффекту. Методы , использованные в этой работе для количественной оценки эффектов TTFields ( т.е. цитотоксических и клоногенных) aповторно только два из множества возможных стандартных конечных анализов для оценки результатов лечения. Дополнительные тесты результатов лечения включают в себя: (1) фиксация, окрашивание, и монтаж покровные, на которой клетки высевают над микроскопом для визуализации внутриклеточных структур; (2) проведение анализов белка и РНК экстрактов, либо из самих блюд TTFields или после передачи покровного к новой одноразовой тарелке; и (3) trypsinizing клетки окрашивали для проточной цитометрии.

Тщательное экспериментальное планирование повлияет на результаты лечения после доставки TTFields. Основные шаги включают в себя обеспечение того, чтобы пролиферация клеток на протяжении всего эксперимента не приводит к разрастанию и с помощью соответствующей напряженности электрического поля, а интенсивность, которые являются слишком высокими, когда применяются к конфиденциальным клеточным линиям приведет к слишком несколько ячеек для необходимых анализов для определения оптимальная частота. И наоборот, TTFields применяется при очень низких интенсивностяхна менее чувствительных клеточных линий будет приводить к небольшому эффектов, которые могут быть замаскированы с помощью присущей вариации. Бревна лечения должны быть проверены на предмет ценной информации относительно стабильности температуры, электрического тока и сопротивления для каждого блюда в течение всего эксперимента. Замена неисправного блюда в начале лечения и исключить данные из блюда, которое не отвечало желаемые параметрам лечения позволит свести к минимуму изменчивости между повторами.

Таким образом, TTFields являются появляющаяся лечение противоопухолевой модальность , которая уже показала свою эффективность и безопасность в клинических условиях 8, 9, 10. Тестирование TTFields в качестве параметра в пробирке с использованием протоколов , описанных здесь , может позволить для оптимизации параметров TTFields лечения в клинических условиях и может расширить наше понимание основного механизма действия.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы не имеют никаких подтверждений.

Materials

inovitro system and software Novocure ITG1000 and IBP1000 Each unit contains 1 TTFields generator, 1 base plate, 8 TTFields dishes with covers and 1 flat cable. 
Sterilization bags Westfield medical 24882
Plastic cover slides Thermo Scientific (NUNC) 174977 Pre treated and sterilized
Glass cover slides Thermo Scientific (Menzel-Gläser) CB00220RA1 Sterilize if necessary
Dulbecco’s modified Eagle’s medium Biological Industries (Israel) 01-055-1A Warm in 37 °C water bath before use
RPMI 1640 Gibco 21875-034 Warm in 37 °C water bath before use
Fetal Bovine Serum (FBS) Biological Industries (Israel) 04-007-1A Warm in 37 °C water bath before use
L-Glutamine 200mM (100X) Gibco 25030-029
Pen/Strep (10000 U/mL Penicillin, 10000 µg/mL Streptomycin) Gibco 15140-122
Sodium Pyruvate solution 100 mM  Biological Industries (Israel) 03-042-1B
Hepes buffer 1M Biological Industries (Israel) 03-025-1B
Insuline solution from bovine pancreas Sigma-Aldrich 10516-5ML
0.25% Trypsin/EDTA Biological Industries (Israel) 03-050-1B Warm in 37 °C water bath before use
Methanol Merck 1.06009.2511 Cool to -20 °C in the freezer before use
Crystal violet Sigma-Aldrich 120M1445 Harmful. Prepare 0.1% w/v crystal violet solution in 25% Methanol 75% water.
Light detergent Alcononx 242985 Prepare 5% solution in water, or according to manufacurer's instrutions.
PBS Biological Industries (Israel) 02-023-1A Without calcium and magnesium
A2780 ECACC 93112519 Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/Ml), sodium pyruvate (1 mM) and Hepes buffer (12mM). 
F98 ATCC CRL-2397 Grow in  Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/Ml), sodium pyruvate(1 mM) and glutamine (2mM).
Ovcar-3 ATCC HTB-161 Grow in RPMI 1640 supplemented with FBS (20%), pen/strep  (100 U/mL / 100 µg/Ml), sodium pyruvate (1 mM), Hepes buffer (12 mM) and insuline (10 µg/mL). 
U-87 MG ATCC HTB-14 Grow in  Dulbecco’s modified Eagle’s medium supplemented with FBS (10%), pen/strep (100 U/mL / 100 µg/Ml), sodium pyruvate(1 mM) and glutamine (2mM).
refrigirated CO2 incubator CARON 7404-10-3
Laminar flow cabinet ADS Laminair Bio12 and VSM12

References

  1. Kirson, E. D., et al. Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors. Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (24), 10152-10157 (2007).
  2. Kirson, E. D., et al. Disruption of cancer cell replication by alternating electric fields. Cancer Res. 64 (9), 3288-3295 (2004).
  3. Gera, N., et al. Tumor treating fields perturb the localization of septins and cause aberrant mitotic exit. PLoS One. 10 (5), (2015).
  4. Giladi, M., et al. Mitotic disruption and reduced clonogenicity of pancreatic cancer cells in vitro and in vivo by tumor treating fields. Pancreatology. 14 (1), 54-63 (2014).
  5. Giladi, M., et al. Mitotic Spindle Disruption by Alternating Electric Fields Leads to Improper Chromosome Segregation and Mitotic Catastrophe in Cancer Cells. Sci Rep. 5, 18046 (2015).
  6. Giladi, M., et al. Alternating electric fields (tumor-treating fields therapy) can improve chemotherapy treatment efficacy in non-small cell lung cancer both in vitro and in vivo. Semin Oncol. 41, S35-S41 (2014).
  7. Voloshin, T., et al. Alternating electric fields (TTFields) in combination with paclitaxel are therapeutically effective against ovarian cancer cells in vitro and in vivo. Int J Cancer. 139 (12), 2850-2858 (2016).
  8. Pless, M., Droege, C., von Moos, R., Salzberg, M., Betticher &amp, D. A phase I/II trial of Tumor Treating Fields (TTFields) therapy in combination with pemetrexed for advanced non-small cell lung cancer. Lung Cancer. 81 (3), 445-450 (2013).
  9. Stupp, R., et al. Maintenance therapy with tumor-treating fields plus temozolomide vs temozolomide alone for glioblastoma: A randomized clinical trial. JAMA. 314 (23), 2535-2543 (2015).
  10. Stupp, R., et al. NovoTTF-100A versus physician’s choice chemotherapy in recurrent glioblastoma: a randomised phase III trial of a novel treatment modality. Eur J Cancer. 48 (14), 2192-2202 (2012).
  11. Kanner, A. A., et al. Post Hoc analyses of intention-to-treat population in phase III comparison of NovoTTF-100A system versus best physician’s choice chemotherapy. Semin Oncol. 41, S25-S34 (2014).
  12. Miranda, P. C., Mekonnen, A., Salvador, R., Basser &amp, J. P. Predicting the electric field distribution in the brain for the treatment of glioblastoma. Phys Med Biol. 59 (15), 4137-4147 (2014).
  13. Wong, E. T., Lok, E., Swanson &amp, D. K. An Evidence-Based Review of Alternating Electric Fields Therapy for Malignant Gliomas. Curr Treat Options Oncol. 16 (8), (2015).
  14. Kim, E. H., et al. Biological effect of an alternating electric field on cell proliferation and synergistic antimitotic effect in combination with ionizing radiation. Oncotarget. , (2016).
  15. Kim, E. H., Song, H. S., Yoo, S. H., Yoon &amp, M. Tumor treating fields inhibit glioblastoma cell migration, invasion and angiogenesis. Oncotarget. , (2016).
  16. Pavesi, A., et al. Engineering a 3D microfluidic culture platform for tumor-treating field application. Sci Rep. 6, 26584 (2016).
  17. Wong, E. T., Lok, E., Swanson &amp, D. K. Clinical benefit in recurrent glioblastoma from adjuvant NovoTTF-100A and TCCC after temozolomide and bevacizumab failure: a preliminary observation. Cancer Med. , (2015).
  18. Kirson, E. D., et al. Chemotherapeutic treatment efficacy and sensitivity are increased by adjuvant alternating electric fields (TTFields). BMC Med Phys. 9, (2009).
  19. Schneiderman, R. S., Shmueli, E., Kirson, E. D., Palti &amp, Y. TTFields alone and in combination with chemotherapeutic agents effectively reduce the viability of MDR cell sub-lines that over-express ABC transporters. BMC Cancer. 10, 229 (2010).
  20. Connelly, J., et al. Planning TTFields treatment using the NovoTAL system-clinical case series beyond the use of MRI contrast enhancement. BMC Cancer. 16 (1), (2016).

Play Video

Cite This Article
Porat, Y., Giladi, M., Schneiderman, R. S., Blat, R., Shteingauz, A., Zeevi, E., Munster, M., Voloshin, T., Kaynan, N., Tal, O., Kirson, E. D., Weinberg, U., Palti, Y. Determining the Optimal Inhibitory Frequency for Cancerous Cells Using Tumor Treating Fields (TTFields). J. Vis. Exp. (123), e55820, doi:10.3791/55820 (2017).

View Video