אקס ויוו תרבית של תאי גידול במחזור הדם בנוזל השדרה המוחי מחולי מלנומה לחקר מחלת לפטומנינגה הקשורה למלנומה
29 במרץ 2024
מאמר זה מתאר פרוטוקול להתפשטות תאי גידול במחזור נוזל המוח בעמוד השדרה (CSF-CTCs) שנאסף מחולים עם מחלת לפטומנינגיאלית הקשורה למלנומה (M-LMD) כדי לפתח מודלים פרה-קליניים לחקר M-LMD.
מחלת Leptomeningeal ממלנומה או MLMD היא צורה אגרסיבית של גרורות של קרומי המוח, שבו תאי גידול במחזור או CTCs, מסתננים לתוך נוזל עמוד השדרה המוחי. למרבה הצער, אין טיפולים יעילים עבור MLMD, כך שהבנת הביולוגיה שלו תעזור לפתח טיפולים להפחתת התמותה. דיווחים אחרונים הראו כיצד CTCs יכולים ליישב את סביבת CSF הצלקת התזונתית, כגון ניצול יכולת ניקוי הברזל כדי לשפר את הישרדותם ולהשלים C3 כדי לקדם את הפלישה לנוזל עמוד השדרה המוחי דרך מקלעת הכורואידים.
לכן, CTCs הם כלים טובים מאוד ללמוד MLMD. האתגר הגדול ביותר בחקר CSF CTCs הוא המחסור הכללי במודל פרה-קליני והמחסור בתאים אלה. מציאת דרכים לגדל תאים נדירים ושבריריים אלה מחולים ויצירת מודל xenograft יועילו מאוד לחוקרים בהבנת פתולוגיית MLMD ועיצוב טיפולים רציונליים.
פיתחנו שיטה שהפיצה בהצלחה CSF CTCs מחולי MLMD במבחנה וב-in-vivo, שסיפקה לנו את היכולת לבצע ניתוחים מולקולריים ופונקציונליים של תאי MLMD, כמו גם מחקר יעילות במודלים של xenograft. אמנם המתודולוגיות הנוכחיות אינן מושלמות, אך היכולת לתרבית ולהרחיב CTCs CSF מחולי מלנומה בפעם הראשונה, נתנה לנו תובנות על החשיבות של הבנת המיקרו-סביבות של CSF.
סקירה כללית
מאמר זה מתאר פרוטוקול להנבטה של תאי גידול הסירקולציה בנוזל החוט השני (CSF-CTCs) שנאספו מחולים עם מחלה לפטומנינגיאלית הקשורה למלנומה (M-LMD), במטרה לפתח מודלים פרה-קליניים לחקר ה-M-LMD.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- אונקולוגיה
- ביולוגיה של התא
רקע
- מחלה לפטומנינגיאלית הנובעת ממלנומה (M-LMD) היא צורה חמורה של גרורות.
- תאי סרטן זורמים (CTCs) חודרים לנוזל השדרה (CSF), מה שמסבך את אפשרויות הטיפול.
- הבנת הביולוגיה של CTCs היא קריטית לפיתוח טיפולים יעילים.
- המתודולוגיות הנוכחיות לחקר CTCs בנוזל השדרה הן מוגבלות.
מטרת המחקר
- להנבט CTCs מנוזל CSF של חולי M-LMD.
- ליצור מודלים פרה-קליניים לחקר הפתולוגיה של M-LMD.
- להקל על ביצוע ניתוחים מולקולריים ופונקציונליים של תאי M-LMD.
שיטות בשימוש
- ציפוי מוקדם של בקבוקוני T175 ב-poly-l-lysine עבור תרביות תאים.
- שימוש בתאי קשקשת (meningeal cells) אנושיים ליצירת מצע גידול מותנה (conditioned media).
- סנטריפוגציה ועיבוד של דגימות נוזל חבירה מוחי (CSF).
- הקמת מודלים של קסנוגרפט (xenograft) בעכברים עם חסר חיסוני.
תוצאות עיקריות
- התרבה successful של תאי CTC מנוזל ה-CSF in vitro ו-in vivo.
- הסקת מסקנות לגבי תפקידו של המיקרו-סביבה ב-CSF בהישרדות של תאי CTC.
- זיהוי גורמי גדילה המשפרים את תרביות של תאי CTC.
- פיתוח מתודולוגיה לבחינה יעילה של M-LMD.
מסקנות
- הרביה של CTCs מנוזל חוט השדרה (CSF) מספקת כלי בעל ערך למחקר של M-LMD.
- הבנת הביולוגיה של CTCs עשויה להוביל לאסטרטגיות טיפוליות חדשות.
- נדרש זיקוק נוסף של המתודולוגיות כדי להשיג תוצאות אופטימליות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
הקמת תרביות ex vivo של תאי גידול חובקי דם (CTCs) המופקים מנוזל חוט השדרה (CSF) מחולים עם מחלה הלפטומנינגיאלית הקשורה למלנומה (M-LMD), נותנת מענה לצוואר בקבוק קריטי במחקר אונקולוגי פרה-קליני. יכולת זו מאפשרת הפחתת סיכונים מנגנונית ותיקוף של מטרות עבור טיפולים המכוונים לנישה גרורתית קטלנית ביותר עם אפשרויות טיפול מוגבלות. גישה זו תומכת בביטחון ניבוי בשלבים מוקדמים של הגילוי ובהמשכיות תרגומית לקידום תיקי פיתוח בניורו-אונקולוגיה.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות במיקרו-סביבה של CSF הרלוונטית למחלה.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות המעורבות בהישרדות ובקולוניזציה של CTC.
- מסייע בהסרת סיכונים מנגנונית על ידי מידול הביולוגיה של M-LMD ברמה התאית.
- מספק פלטפורמה לבדיקת מעכבים ספציפיים למסלולים בתאים המופקים מחולים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מקיים מערכות ex vivo הניתנות לשחזור להערכה כמותית של יעילות תרופות.
- מייצב תנאי תרבית באמצעות מצע מותנה על ידי HMC לשיפור אמינות הבדיקה.
- מאפשר הרחבה של CTCs נדירים לצורך אנליזות מולקולריות ופונקציונליות בהמשך.
- מכין שורות תאים מאושרות עבור תהליכי סריקת תרכובות הניתנים להרחבה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- יוצר מודלים של קסנוגרפט עכברי להערכה פרה-קלינית של טיפולים מועמדים.
- מתאים ממצאים in vitro עם התקדמות המחלה ותגובה טיפולית in vivo.
- תומך בזיהוי של ביומרקרים תרגומיים הקשורים לנתיבי הישרדות של CTC.
- מאפשר קידום מותאם סיכונים של מעכבים חדשניים המטרגטים את נתיבי IGF ו-MAPK.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
פרוטוקול זה מגשר בין שלבי הגילוי המוקדמים לתיקוף הפרה-קליני על ידי כך שהוא מאפשר את ההרבייה והמחקר התפקודי של CSF-CTCs המופקים מחולה. הוא משתלב בתהליכי עבודה המקיפים תיקוף של מטרות, פיתוח בדיקות ובדיקות יעילות in vivo.
- ביולוגיה של גילוי: מספקת פלטפורמה לבדיקת השערות והבהרת מסלולים בהקשר רלוונטי קלינית.
- סריקה: מספקת תוצאות כמותיות הניתנות לשחזור לצורך הערכת תרכובות כנגד CTCs המופקים מחולים.
- אנליטיקה: תומכת בפרופיל מולקולרי ופרופיל ציטוקינים להשוואת גורמי הישרדות ותגובות לתרופות.
- מחקר תרגומי: מאפשר רציפות בין תרבית ex vivo למידול in vivo וגילוי סמנים ביולוגיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס זרימת עבודה הניתנת לשימוש חוזר לחקר גרורות המונעות על ידי CTC בפורטפוליו של נוירו-אונקולוגיה.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזיוי ומפחית עמימות מכניסטית במחקר של M-LMD.
- ערך תפעולי: מתקנן תרביות של תאים נדירים ומרחיב את הגישה למודלים פרה-קליניים פונקציונליים.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת של המשך או הפסקת פיתוח (go/no-go) ותעדוף יעיל של משאבי נוירו-אונקולוגיה מבחינת הון.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בקידום מותאם סיכון ובלמידה בין-תוכנית במחקר של מחלות גרורתיות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בבידוד תאים נדירים ובטכניקות תרבית ex vivo.
- דורש גישה לתשתיות תרבית תאים מתמחות ולהכנת מצעי גידול מותנים (conditioned media).
- מחייב סטנדרטיזציה בין צוותים לצורך הדירות והשוואת נתונים.
- עשוי לדרוש התאמה עבור סוגי גידולים אחרים או אוכלוסיות תאים המופקות מנוזל חוט השדרה (CSF).
- תלוי בזמינות של דגימות CSF ממטופלים ובמודלים של בעלי חיים עם חסר חיסוני.
שאלות נפוצות בתחומי הביופארמה
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:36
Preparation of Human Meningeal Cell (HMC) Conditioned Media and Collection of Cerebrospinal Fluid for the Culture of Circulating Tumor Cells
3:23
In Vitro Culture and Expansion of Cerebro Spinal Fluid (CSF)-Circulating Tumor Cells (CTCs) for the Study of Leptomeningeal Disease
4:24
CSF Collection from Mice with Leptomeningeal Disease for Subsequent Clone Expansion
