חקר את הפוטנציאל של תא גזע Mesenchymal גיליון על הפיתוח של קרצינומה Hepatocellular In Vivo
11 בספטמבר 2018
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לפתח ויוו סרטן מודל של שימוש בטכנולוגיית תאי גליון. מודל כזה יכול להיות מאוד שימושי עבור הערכת הרפוי נגד סרטן.
שלום, אני ד"ר עלאא אלשרידה מהמרכז הבינלאומי למחקר רפואי ע"ש המלך עבדאללה במחלקה לתאי גזע ורפואה רגנרטיבית. היום נדגים את ההשפעה של תאי גזע מזנכימליים על התפתחות קרצינומה הפטו-תאית על מודל חולדות באמצעות טכנולוגיית יריעות תאים. שלום, אני עבדאללה אל-מובארק.
אני עובד בכירורגיה ניסויית ובמעבדת בעלי חיים באוניברסיטת המלך סעוד. אנו משתמשים בחולדה העירומה כדי למנוע דחיות לאחר השתלת יריעת התא. תרשים זה מציג הליך השתלת גיליון תאים בחולדות עירומות.
במחקר זה ישתמשו בחולדות עירומות בנות שמונה עד 12 שבועות. ראשית, חתכו את החולדות ובצעו חתך של שבעה עד עשרה סנטימטרים בין העור לשרירים שמתחתיו באמצעות אזמל על מנת לחשוף את הכבד. כדי להעביר את יריעת התא, השתמש בקרום סטרילי.
הניחו את הממברנה על יריעת התא כדי לאסוף אותה. לאחר מכן, הניחו את יריעת התא עם הממברנה מעל אונה אחת של הכבד. בניית יריעות תאים.
לפני זריעת התאים, מצפים צלחות תרבית UpCell המגיבות לטמפרטורה של 3.5 סנטימטר ב-FBS לא מדולל. ציפוי כלים ב- FBS תומך בצמיחת התאים בשכבת הממברנה ומונע פירוק תאים. הקפד לכסות את כל שטח הכלים.
דגרו על המנות למשך 24 שעות בחום של 37 מעלות צלזיוס באווירה לחה המכילה 5% פחמן דו חמצני ו-95% אוויר. למחרת הסר את עודפי ה- FBS ואפשר לכלים להתייבש בטמפרטורת החדר למשך שעה לפחות. זרע לפחות מיליון תאי סרטן HepG2 לבד או בתרבית משותפת עם תאי גזע מזנכימליים לתוך מדיום תרבית DEM.
המדיום הוסיף 10% FBS ו-1% פניצילין-סטרפטומיצין. היחס ששימש בין תאים סרטניים לתאי גזע מזנכימליים במחקר זה הוא 4:1. לאחר הוספת התאים יש לנער בעדינות את הכלים.
דגרו על התאים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס באטמוספירה לחה המכילה 5% פחמן דו חמצני ו-95% אוויר. ניתוק גיליון התא. במפגש תאים של 100% הוציאו את הכלים מהחממה של 37 מעלות צלזיוס.
כעת, דגרו על יריעת תאי הסרטן HepG2 למשך שעה אחת בטמפרטורת החדר, תוך דגירה של HepG2 בתרבית משותפת עם תאי גזע מזנכימליים למשך 30 עד 40 דקות בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס באטמוספירה לחה המכילה 5% פחמן דו חמצני ב-95% אוויר. במהלך זמן הדגירה לניתוק גיליון התא התחל את הליך החיה. כל המחקרים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת המלך סעוד.
ביצוע ההליך הכירורגי. בדוק את עומק ההרדמה על ידי בדיקת רפלקס נסיגת הדוושה. לחטא את אזור הניתוח ביוד.
כעת, מרחו קרצוף שני עם יוד. מכסים את החיה בווילון מעוקר כדי למנוע זיהום של החתך. בעזרת אזמל מעוקר יוצרים חתך בין העור לשרירים שמתחתיו, בגודל של כשבעה עד עשרה סנטימטרים כדי לחשוף את הכבד.
הפרד את שריר הבטן מהעור בעזרת הקצה האחורי השטוח של האזמל. דוקרים בזהירות את הלינאה אלבה בעזרת אזמל ומרחיבים את החתך בעזרת מספריים חדים. השתלת גיליון תאים בכבד של חולדה.
הקש בעדינות על צלחת התרבות מעל הספסל כדי לנתק את הסדין מפני השטח שלו. הפרד את גיליון התא מפני השטח של המנה על ידי גירוד שולי הסדין בחצי עיגול. כעת, הסר בעדינות את כל מדיום התרבות מהמנה.
ודא שהסדין שלם ללא כל נזק, אחרת לא ניתן להשתמש בו. הכן קרום סטרילי לקטיף והעברת יריעת התא. אז ראשית, יש להשרות את הממברנה במי מלח רגילים, ואז להסיר את עודפי המלח בעזרת ניצן כותנה סטרילי.
הנח את הממברנה הרטובה מעל יריעת התא, תוך הימנעות מבועות אוויר בין הממברנה ליריעת התא. הוסף כמה טיפות של מי מלח רגילים על הממברנה ויריעת התא כדי לאסוף את החומר. השאירו את הממברנה למספר שניות כדי לוודא שיריעת התא מחוברת כראוי על הממברנה, ולאחר מכן אספו אותה.
כעת, הכינו את הכבד להשתלה. ודא שמשטח הכבד יבש. הניחו את הממברנה עם יריעת התא מעל אונה אחת של כבד החולדה.
הוסף כמה טיפות של מי מלח מעוקרים כדי לנתק את יריעת התא מהממברנה. המתן חמש דקות לפני שתסיר בזהירות את הממברנה. ניתן לראות את יריעת התא מחוברת על הכבד בסרטון זה.
לבסוף, סגור את השרירים הבסיסיים וחתכי העור עם חמישה תפרי ניילון. לאחר סגירת החתך יש לחטא את אזור הניתוח בבטדין. הזמן מההרדמה לראש משתנה, אך בדרך כלל הוא איפשהו בין חמש ל -20 דקות תוצאות.
איור זה מציג את הגידול שהתפתח בכבד של חולדה לאחר חודש של השתלת יריעת תאי HepG2. כאן, הגידול פותח לאחר השתלת תאי סרטן HepG2 מיוצרים ביריעות תאים ותאי גזע מזנכימליים של מח עצם. בעוד שזה מראה, הגידול הקטן ביותר שהתפתח בכבד של חולדה לאחר השתלת יריעת תאים המיוצרת מתאי סרטן HepG2 ותאי גזע מזנכימליים של חבל הטבור, איור זה מראה צביעת H ו-E של כבד החולדה לאחר חודש אחד של השתלת יריעת תאים.
כאשר A מייצג תאי כבד רגילים של חולדות, ו-B מייצג תאי כבד של חולדות סרטניות. מסקנה. אז לאחר צפייה בסרטון זה אתה אמור להיות מסוגל לפתח מודל קרצינומה של הכבד על חולדה עירומה באמצעות טכנולוגיית יריעות תאים. תודה שצפית.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג פרוטוקול לפיתוח מודל סרטן in vivo באמצעות טכנולוגיית דפי תאים. המודל נועד להעריך טיפולים אנטי-סרטניים באופן יעיל.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- אונקולוגיה
- מחקר תאי גזע
- רפואה רגנרטיבית
רקע
- קרצינומה הפטוצלולרית היא סוג נפוץ של סרטן הכבד.
- לתאי גזע מזנכימליים יש השפעות טיפוליות פוטנציאליות בטיפול בסרטן.
- טכנולוגיית דפי תאים מאפשרת השתלה יעילה של תאים.
- חולדות עירוםות משמשות למניעת דחייה של תאים מושתלים.
מטרת המחקר
- להדגים את השפעתם של תאי גזע מזנכימליים על התפתחות קרצינומה של התאים הכבדיים.
- להשתמש בטכנולוגיית גילי תאים (cell sheet) לפיתוח מודל סרטן.
- לספק שיטה מהימנה לבדיקת טיפולים אנטי-סרטניים.
שיטות שנבחרו
- השתלה של גילי תאים במודלים של חולדות עירום.
- הערכת התפתחות הסרטן לאחר ההשתלה.
- שימוש בדיאגרמות להמחשת הליך ההשתלה.
- שיתוף פעולה בין מוסדות מחקר לצורך ניתוח מקיף.
תוצאות עיקריות
- השתלה מוצלחת של גילי תאים בחולדות עירומות.
- תצפית על השפעות של תאי גזע מזנכימליים על התפתחות הגידול.
- ביסוס של מודל סרטן מהימן in vivo.
- פוטנציאל לבדיקות נוספות של תרופות אנטי-סרטניות.
מסקנות
- המחקר מספק גישה חדשנית למידול סרטן.
- טכנולוגיית גילי תאים (cell sheet) מראה הבטחה ביישומים טיפוליים.
- מחקרים עתידיים יכולים להתבסס על מודל זה לצורך הערכת תרופות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
טכנולוגיית גיליונות תאים מאפשרת יצירת מודלים שחזירים של קרצינומה התאית של הכבד (HCC) in vivo, התומכים בהסרת סיכונים מכניסטיים ובתיקוף מטרות במסלולי פיתוח אונקולוגיים. שילוב של תאי גזע מזנכימליים (MSCs) במודלים אלו מספק פלטפורמה לבחינת אינטראקציות בין הגידול לסביבתו (tumor-stroma) והשפעתן על צמיחת הגידול. גישה זו משפרת את הביטחון החזוי להערכת מועמדים פרה-קליניים ומסייעת בקבלת החלטות מותאמות סיכונים לגבי תיקי פיתוח.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח ביו-פרמצבטיים
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מקל על תיקוף תפקודי של מסלולים תומני גידולים (tumorigenic pathways) במודל חיה בעל רלוונטיות פיזיולוגית.
- מאפשר הפחתת סיכונים מכניסטית על ידי בידוד ההשפעות של תתי-סוגים של MSC על התקדמות HCC.
- תומך בביטחון חיזוי בבחירת מטרה על ידי מידול אינטראקציות בין הגידול לסביבתו המיקרוסקופית.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספקת פלטפורמה סטנדרטית in vivo להערכת ויסות של צמיחת גידול על ידי רכיבים תאיים.
- מספקת לוחות זמנים הדירים להיווצרות גידולים, התומכים בהערכה כמותית של השפעות ההתערבות.
- מאפשרת פיתוח של בדיקה למדידת גודל הגידול ושינויים היסטופתולוגיים לאחר השתלה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתיישב עם מידול רלוונטי למחלה על ידי שחזור מאפיינים של HCC אנושי בחולדות עם חסר חיסוני.
- תומך בחקר ביומרקרים תרגומיים באמצעות הערכה היסטולוגית ומורפולוגית של הגידול.
- מסייע בקבלת החלטות קדם-קליניות של go/no-go על ידי כימות השפעת MSC על התפתחות הגידול.
שילוב תהליכי עבודה וקווי עיבוד
מודל HCC זה, המבוסס על גילי תאים, משתלב ברצף שבין הגילוי המוקדם לאימות פרה-קליני, ומאפשר בדיקה חוזרת של היפותזות והפחתת סיכונים של מועמדים לפני השקעה בשלבים מאוחרים.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בחקירה מונחית-השערה של אינטראקציות בין MSC לגידולים ובמודולציה של מסלולים ביולוגיים.
- סריקה: מספק בדיקת in vivo הניתנת לשחזור להערכת פוטנציאל תומגןיות והשפעות של התערבויות.
- אנליטיקה: מאפשר מדידה כמותית של גודל הגידול ונקודות קצה היסטופתולוגיות לצורך ניתוח השוואתי.
- מחקר תרגומי: מגשר בין שלבי הגילוי והשלבים הפרה-קליניים באמצעות מידול של ביולוגיה של גידולים הרלוונטית מבחינה קלינית.
- שימוש חוזר ארגוני: מציע פלטפורמה מודולרית הניתנת להתאמה לסוגי תאים שונים ומרכיבים סטרומליים ליישומים רחבים יותר בתחום האונקולוגיה.
השפעה תפעולית ועסקית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון בניבוי ומפחית עמימות מכניסטית במחקרי ביולוגיה של גידולים.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה של מידול in vivo ותמיכה בחזרתיות בין צוותי מחקר.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת לגבי המשך או הפסקה (go/no-go) וקידום יעיל של נכסי אונקולוגיה מבחינת הון.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכונים על ידי הבהרת תרומתן של MSC להתקדמות הגידול.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בתרביות תאים, בניתוח בעלי חיים ובניתוח היסטופתולוגי.
- מצריך גישה לכלים לתרביות תאים התגובים לטמפרטורה ולדגמי בעלי חיים עם חסר חיסוני.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולי הכנת דפי תאים והשתלה.
- התאמה לסוגי גידולים אחרים או למקורות תאי סטרומה שונים עשויה לדרוש אופטימיזציה של הפרוטוקול.
- מגבלות המודל כוללות תגובות תלויות-מין ויכולת הרחבה (scalability) לסריקה בספיקות גבוהה.
