De glioomstamcellen (GSC’s) zijn een klein deel van de kankercellen die een essentiële rol spelen bij tumorinitiatie, angiogenese en medicijnresistentie bij glioblastoom (GBM), de meest voorkomende en verwoestende primaire hersentumor. De aanwezigheid van GSC’s maakt de GBM zeer refractair voor de meeste individuele gerichte middelen, dus screeningmethoden met hoge doorvoer zijn vereist om potentiële effectieve combinatietherapieën te identificeren. Het protocol beschrijft een eenvoudige workflow om snelle screening op mogelijke combinatietherapie met synergetische interactie mogelijk te maken. De algemene stappen van deze workflow bestaan uit het vaststellen van luciferase-gelabelde GSC’s, het voorbereiden van matrigel gecoate platen, combinatiegeneesmiddelscreening, analyseren en valideren van de resultaten.
De glioomstamcellen (GSC’s) zijn een klein deel van de kankercellen die een essentiële rol spelen bij tumorinitiatie, angiogenese en medicijnresistentie bij glioblastoom (GBM), de meest voorkomende en verwoestende primaire hersentumor. De aanwezigheid van GSC’s maakt de GBM zeer refractair voor de meeste individuele gerichte middelen, dus screeningmethoden met hoge doorvoer zijn vereist om potentiële effectieve combinatietherapieën te identificeren. Het protocol beschrijft een eenvoudige workflow om snelle screening op mogelijke combinatietherapie met synergetische interactie mogelijk te maken. De algemene stappen van deze workflow bestaan uit het vaststellen van luciferase-gelabelde GSC’s, het voorbereiden van matrigel gecoate platen, combinatiegeneesmiddelscreening, analyseren en valideren van de resultaten.
Glioblastoom (GBM) is het meest voorkomende en agressieve type primaire hersentumor. Momenteel is de totale overleving van GBM-patiënten die een maximale behandeling kregen (een combinatie van chirurgie, chemotherapie en radiotherapie) nog steeds korter dan 15 maanden; dus nieuwe en effectieve therapieën voor GBM zijn dringend nodig.
De aanwezigheid van glioomstamcellen (GSC’s) in GBM vormt een aanzienlijke uitdaging voor de conventionele behandeling, omdat deze stamcellen een centrale rol spelen bij het behoud van tumormicro-omgeving, medicijnresistentie en tumorrecidief1. Daarom kan het richten op GSC’s een veelbelovende strategie zijn voor GBM-behandeling2. Niettemin is een groot nadeel voor de werkzaamheid van het geneesmiddel bij GBM de heterogene aard ervan, inclusief maar niet beperkt tot het verschil in genetische mutaties, gemengde subtypen, epigenetische regulatie en tumormicro-omgeving, waardoor ze zeer refractair zijn voor behandeling. Na vele mislukte klinische onderzoeken realiseerden wetenschappers en klinische onderzoekers zich dat gerichte therapie met één middel waarschijnlijk niet in staat is om de progressie van zeer heterogene kankers zoals GBM volledig te beheersen. Terwijl zorgvuldig geselecteerde medicijncombinaties zijn goedgekeurd voor hun effectiviteit door synergetisch het effect van elkaar te versterken, waardoor een veelbelovende oplossing voor GBM-behandeling wordt geboden.
Hoewel er veel manieren zijn om de geneesmiddel-geneesmiddelinteracties van een geneesmiddelcombinatie te evalueren, zoals de CI (Combination Index), HSA (Highest Single Agent) en Bliss-waarden, enz.3,4, zijn deze berekeningsmethoden meestal gebaseerd op combinaties van meerdere concentraties. Inderdaad, deze methoden kunnen een positieve beoordeling van de interactie tussen geneesmiddel en geneesmiddel bieden, maar kunnen zeer bewerkelijk zijn als ze worden toegepast bij screening met hoge doorvoer. Om het proces te vereenvoudigen, werd een screeningsworkflow ontwikkeld voor het snel identificeren van de potentiële medicijncombinaties die de groei van GSC’s remmen, afkomstig van chirurgische biopsieën van patiënt GBM. Een gevoeligheidsindex (SI) die het verschil van het verwachte gecombineerde effect en het waargenomen gecombineerde effect weergeeft, werd in deze methode geïntroduceerd om het synergetische effect van elk geneesmiddel te kwantificeren, zodat de potentiële kandidaten gemakkelijk kunnen worden geïdentificeerd door de SI-ranglijst. Ondertussen demonstreert dit protocol een voorbeeldscherm om de potentiële kandidaat (en) te identificeren die het anti-glioomeffect kunnen synergiseren met temozolomide, de eerstelijns chemotherapie voor GBM-behandeling, onder 20 kleine moleculaire remmers.
In de huidige studie werd een protocol beschreven dat kan worden toegepast om potentiële combinatietherapie voor GBM te identificeren met behulp van patiënt-afgeleide GSC’s. In tegenstelling tot het standaard synergie/additiviteitsmetrische model zoals Loewe, BLISS of HSA-methoden, werd een eenvoudige en snelle workflow gebruikt waarbij een medicijnpaar niet op een volledige factoriële manier in meerdere concentraties moet worden gecombineerd als de traditionele methoden. In deze workflow werd SI (sensitivity index) g…
The authors have nothing to disclose.
We bedanken de National Natural Science Foundation of China (81672962), de Jiangsu Provincial Innovation Team Program Foundation en de Joint Key Project Foundation van Southeast University en Nanjing Medical University voor hun steun.
B-27 | Gibco | 17504-044 | 50X |
EGF | Gibco | PHG0313 | 20 ng/ml |
FGF | Gibco | PHG0263 | 20 ng/ml |
Gluta Max | Gibco | 35050061 | 100X |
Neurobasal | Gibco | 21103049 | 1X |
Penicillin-Streptomycin | HyClone | SV30010 | P: 10,000 units/ml S: 10,000 ug/ml |
Sodium Pyruvate | Gibco | 2088876 | 100 mM |
Table 1. The formulation of GSC complete culture medium. | |||
ABT-737 | MCE | Selective and BH3 mimetic Bcl-2, Bcl-xL and Bcl-w inhibitor | |
Adavosertib (MK-1775) | MCE | Wee1 inhibitor | |
Axitinib | MCE | Multi-targeted tyrosine kinase inhibitor | |
AZD5991 | MCE | Mcl-1 inhibitor | |
A 83-01 | MCE | Potent inhibitor of TGF-β type I receptor ALK5 kinase | |
CGP57380 | Selleck | Potent MNK1 inhibitor | |
Dactolisib (BEZ235) | Selleck | Dual ATP-competitive PI3K and mTOR inhibitor | |
Dasatinib | MCE | Dual Bcr-Abl and Src family tyrosine kinase inhibitor | |
Erlotinib | MCE | EGFR tyrosine kinase inhibitor | |
Gefitinib | MCE | EGFR tyrosine kinase inhibitor | |
Linifanib | MCE | Multi-target inhibitor of VEGFR and PDGFR family | |
Masitinib | MCE | Inhibitor of c-Kit | |
ML141 | Selleck | Non-competitive inhibitor of Cdc42 GTPase | |
OSI-930 | MCE | Multi-target inhibitor of Kit, KDR and CSF-1R | |
Palbociclib | MCE | Selective CDK4 and CDK6 inhibitor | |
SB 202190 | MCE | Selective p38 MAP kinase inhibitor | |
Sepantronium bromide (YM-155) | MCE | Survivin inhibitor | |
TCS 359 | Selleck | Potent FLT3 inhibitor | |
UMI-77 | MCE | Selective Mcl-1 inhibitor | |
4-Hydroxytamoxifen(Afimoxifene) | Selleck | Selective estrogen receptor (ER) modulator | |
Table 2. The information of 20 targeted agents used in the test screen. All of these are target selective small molecular inhibitors. The provider, name, and targets were given in the table. |