Le cellule staminali del glioma (GSC) sono una piccola frazione di cellule tumorali che svolgono ruoli essenziali nell’inizio del tumore, nell’angiogenesi e nella resistenza ai farmaci nel glioblastoma (GBM), il tumore cerebrale primario più diffuso e devastante. La presenza di GSC rende il GBM molto refrattario alla maggior parte dei singoli agenti mirati, quindi sono necessari metodi di screening ad alto rendimento per identificare potenziali terapie di combinazione efficaci. Il protocollo descrive un semplice flusso di lavoro per consentire uno screening rapido per la potenziale terapia di combinazione con interazione sinergica. I passaggi generali di questo flusso di lavoro consistono nello stabilire GSC con tag luciferasi, preparare piastre rivestite di matrigel, screening farmacologico combinato, analisi e convalida dei risultati.
Le cellule staminali del glioma (GSC) sono una piccola frazione di cellule tumorali che svolgono ruoli essenziali nell’inizio del tumore, nell’angiogenesi e nella resistenza ai farmaci nel glioblastoma (GBM), il tumore cerebrale primario più diffuso e devastante. La presenza di GSC rende il GBM molto refrattario alla maggior parte dei singoli agenti mirati, quindi sono necessari metodi di screening ad alto rendimento per identificare potenziali terapie di combinazione efficaci. Il protocollo descrive un semplice flusso di lavoro per consentire uno screening rapido per la potenziale terapia di combinazione con interazione sinergica. I passaggi generali di questo flusso di lavoro consistono nello stabilire GSC con tag luciferasi, preparare piastre rivestite di matrigel, screening farmacologico combinato, analisi e convalida dei risultati.
Il glioblastoma (GBM) è il tipo più comune e aggressivo di tumore cerebrale primario. Attualmente, la sopravvivenza globale dei pazienti GBM che hanno ricevuto il massimo trattamento (una combinazione di chirurgia, chemioterapia e radioterapia) è ancora inferiore a 15 mesi; quindi sono urgentemente necessarie terapie nuove ed efficaci per GBM.
La presenza di cellule staminali di glioma (GSC) nel GBM costituisce una sfida considerevole per il trattamento convenzionale in quanto queste cellule staminali svolgono ruoli di perno nel mantenimento del microambiente tumorale, della resistenza ai farmaci e della recidiva tumorale1. Pertanto, il targeting delle GSC potrebbe essere una strategia promettente per il trattamento GBM2. Tuttavia, un importante svantaggio per l’efficacia del farmaco in GBM è la sua natura eterogenetica, inclusa ma non limitata alla differenza di mutazioni genetiche, sottotipi misti, regolazione epigenetica e microambiente tumorale che li rende molto refrattari per il trattamento. Dopo molti studi clinici falliti, scienziati e ricercatori clinici si sono resi conto che la terapia mirata a singolo agente è probabilmente incapace di controllare completamente la progressione di tumori altamente eterogenei come il GBM. Considerando che, combinazioni di farmaci accuratamente selezionate sono state approvate per la loro efficacia migliorando sinergicamente l’effetto l’una dell’altra, fornendo così una soluzione promettente per il trattamento GBM.
Sebbene ci siano molti modi per valutare le interazioni farmaco-farmaco di una combinazione di farmaci, come i valori CI (Combination Index), HSA (Highest Single Agent) e Bliss, ecc. 3,4, questi metodi dicalcolosono solitamente basati su combinazioni di concentrazione multiple. In effetti, questi metodi possono fornire una valutazione affermativa dell’interazione farmaco-farmaco, ma possono essere molto laboriosi se applicati nello screening ad alto rendimento. Per semplificare il processo, è stato sviluppato un flusso di lavoro di screening per identificare rapidamente le potenziali combinazioni di farmaci che inibiscono la crescita delle GSC originate da biopsie chirurgiche del paziente GBM. Un indice di sensibilità (SI) che riflette la differenza tra l’effetto combinato atteso e l’effetto combinato osservato è stato introdotto in questo metodo per quantificare l’effetto sinergizzante di ciascun farmaco, in modo che i potenziali candidati possano essere facilmente identificati dalla classifica SI. Nel frattempo, questo protocollo dimostra uno screening di esempio per identificare i potenziali candidati che possono sinergizzare l’effetto anti-glioma con temozolomide, la chemioterapia di prima linea per il trattamento GBM, tra 20 piccoli inibitori molecolari.
Nel presente studio, è stato descritto un protocollo che può essere applicato per identificare potenziali terapie di combinazione per GBM utilizzando GSC derivate dal paziente. A differenza del modello metrico standard di sinergia / additività come i metodi Loewe, BLISS o HSA, è stato utilizzato un flusso di lavoro semplice e rapido che non richiede che una coppia di farmaci sia combinata a concentrazioni multiple in modo fattoriale completo come i metodi tradizionali. In questo flusso di lavoro, SI (indice di sensib…
The authors have nothing to disclose.
Ringraziamo la National Natural Science Foundation of China (81672962), la Jiangsu Provincial Innovation Team Program Foundation e la Joint Key Project Foundation della Southeast University e della Nanjing Medical University per il loro sostegno.
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. |