A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
מטרות הפרוטוקול הן להשתמש בגישה זו כדי 1) להבין את תפקידה של מיקרו-סביבת גידול הקיבה המדכאת את מערכת החיסון ו-2) לחזות את יעילות תגובת החולה, ובכך להגדיל את שיעור ההישרדות של החולים.
גידולים המבטאים ליגנד מוות תאי מתוכנת 1 (PD-L1) מקיימים אינטראקציה עם חלבון מוות תאי מתוכנת 1 (PD-1) על לימפוציטים T ציטוטוקסיים CD8+ (CTLs) כדי להתחמק ממעקב חיסוני המוביל לעיכוב התפשטות CTL, הישרדות ותפקוד אפקטור, וכתוצאה מכך התמדה בסרטן. כ-40% מסרטן הקיבה מבטא PD-L1, אך שיעור התגובה לאימונותרפיה הוא 30% בלבד. אנו מציגים את השימוש בתרבית משותפת של אורגנואידים / תאים חיסוניים של סרטן קיבה אוטולוגי שמקורו בבני אדם כמודל פרה-קליני שעשוי לחזות את יעילותם של טיפולים ממוקדים לשיפור התוצאות של חולי סרטן. למרות שדווח על תרביות אורגנואידים סרטניות עם תאים חיסוניים, גישת קו-תרבית זו משתמשת באנטיגן גידול כדי לדופק את התאים הדנדריטים המציגים אנטיגן. לאחר מכן מתרבית תאים דנדריטיים (DCs) עם תאי CD8+ T של המטופל כדי להרחיב את הפעילות הציטוליטית וההתפשטות של לימפוציטים מסוג T אלה לפני תרבית משותפת. בנוסף, ההתמיינות והתפקוד המדכא של תאים מדכאים שמקורם במיאלואיד (MDSCs) בתרבית נחקרים בתוך מערכת תרבית משותפת זו. גישה אורגנואידית זו עשויה להיות בעלת עניין רחב ומתאימה לניבוי יעילות הטיפול ותוצאות המטופל בסוגי סרטן אחרים, כולל סרטן הלבלב.
סרטן הקיבה הוא הסרטן החמישי בשכיחותו בעולם 1. האבחון והטיפול היעילים בהליקובקטר פילורי (H. pylori) הביאו לשכיחות נמוכה של סרטן הקיבה בארצות הברית 2. עם זאת, שיעור ההישרדות ל-5 שנים עבור חולים המאובחנים עם ממאירות זו הוא רק 29%, מה שהופך את סרטן הקיבה לאתגר רפואי חשוב3. מטרת השיטות המוצגות כאן היא לפתח גישה לחיזוי מדויק של תגובות אימונותרפיות בחולים בודדים. גידולים מוצקים מורכבים מתאי סרטן וסוגים שונים של תאים סטרומליים, אנדותליים והמטופויאטיים, כולל מקרופאגים, תאים מדכאים שמקורם במיאלואיד (MDSCs) ולימפוציטים (נסקר ב-4,5). אינטראקציות בין תאי גזע סרטניים למיקרו-סביבת הגידול (TME) משפיעות באופן מהותי על מאפייני הגידול ועל תגובת המטופל לטיפול. גישה זו שואפת לאפשר לחוקרים לרכוש ידע לפיתוח תרופות פרה-קליניות וגילוי סמנים ביולוגיים לטיפול מותאם אישית בסרטן הקיבה.
השיטה המוצגת כאן משתמשת בתרביות אורגנואידים/תאים חיסוניים אוטולוגיים שמקורם בבני אדם שנוצרו מחולי סרטן הקיבה כדי להבין את התפקיד המדכא את מערכת החיסון של MDSCs. מוצג מודל פרה-קליני שעשוי לחזות את היעילות של טיפולים ממוקדים לשיפור ההישרדות של חולים. תרביות אורגנואידים סרטניות עם תאים חיסוניים דווחו בהרחבה בתחום סרטן הלבלב 6,7,8,9,10. עם זאת, תרביות משותפות כאלה לא דווחו לחקר סרטן הקיבה. בסך הכל, שיטה זו מדגימה את התרבות המשותפת של תאים חיסוניים אוטולוגיים שמקורם בבני אדם באותה סביבת מטריצה כמו האורגנואידים הסרטניים, ובכך מאפשרת לתאי החיסון להיות במגע עם האורגנואידים המטרה.
המחקר של Tiriac et al.10 דיווח כי ניתן לקבץ אורגנואידים של סרטן הלבלב שמקורם בחולה, שהפגינו תגובות הטרוגניות לכימותרפיה סטנדרטית, לחתימות ביטוי גנים מבוססות אורגנואידים של רגישות לכימותרפיה שיכולות לחזות תגובות משופרות של המטופלים לכימותרפיה. החוקרים הציעו כי פרופיל מולקולרי וטיפולי משולב של אורגנואידים של סרטן הלבלב עשוי לחזות תגובה קלינית10. נתוני ניסויים קליניים מ-Yao et al.11 הראו גם כי אורגנואידים שמקורם בסרטן פי הטבעת מייצגים פתופיזיולוגיה ושינויים גנטיים דומים לרקמות הגידול של המטופל בתגובה לכימותרפיה. לפיכך, חיוני להשתמש בתרביות אורגנואידים בהקשר של תאי החיסון של המטופל ופנוטיפ חיסוני של הגידול בעת שימוש בתרבויות אלו כמודלים לחיזוי לטיפול.
גידולים המבטאים PD-L1 המקיימים אינטראקציה עם PD-1 מעכבים את התפשטות לימפוציטים T ציטוטוקסיים CD8+, הישרדות ותפקוד אפקטור 12,13,14. בעוד שכ-40% מסרטן הקיבה מבטא PD-L1, רק 30% מהחולים הללו מגיבים לאימונותרפיה 15,16,17. נוגדנים נגד PD1 משמשים בניסויים קליניים לטיפול בסרטן הקיבה 18,19,20. עם זאת, אין כיום מודלים פרה-קליניים המאפשרים בדיקת יעילות טיפולית לכל מטופל. אופטימיזציה של תרבית האורגנואידים כך שתאי החיסון של המטופל ייכללו במערכת תאפשר זיהוי אינדיבידואלי של יעילות האימונותרפיה.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
התקבל אישור לאיסוף רקמות שנלקחו בביופסיה אנושית מגידולים של חולים (1912208231R001, התוכנית להגנה על נבדקים אנושיים של אוניברסיטת אריזונה; מספר פרוטוקול IRB: 1099985869R001 , התוכנית להגנה על נבדקים אנושיים של אוניברסיטת אריזונה TARGHETS).
1. קביעת אורגנואידים בקיבה שמקורם בחולה מביופסיות
2. הקמת אורגנואידים בקיבה שמקורם בחולה מדגימות כירורגיות
3. תחזוקה והרחבה של תרביות אורגנואידים
הערה: כל ההליכים צריכים להתבצע בסביבה אספטית באמצעות חומרים סטריליים וריאגנטים.
4. תרבית תאים חיסוניים מתאים חד-גרעיניים בדם היקפי (PBMCs)
הערה: כל ההליכים צריכים להתבצע בסביבה אספטית באמצעות חומרים סטריליים וריאגנטים.
5. הקמת תרביות משותפות של תאים אורגנואידים/חיסוניים
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
לאחר השלמתם, אורגנואידים בקיבה מופיעים ככדורים בתוך הבאר, בדרך כלל תוך 2-4 ימים לאחר ההטבעה (איור 1). איור 1A מדגים תרבית אורגנואיד קיבה משגשגת המציגה קרום רגיל. אורגנואידים של גידול יציגו לרוב מורפולוגיה שונה הייחודית לדגימת המטופל. תרביות ?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אנו מציגים את השימוש בתרבית משותפת של סרטן קיבה אוטולוגי של סרטן קיבה / תאים חיסוניים שמקורם בבני אדם, שעשויה לשמש כמודל פרה-קליני לחיזוי היעילות של טיפולים ממוקדים כדי לשפר בסופו של דבר את תוצאות הטיפול ואת הפרוגנוזה של המטופל. למרות שדווח על תרביות משותפות של אורגנואיד...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק NIH (NIAID) 5U19AI11649105 (PIs: Weiss and Wells, Project Leader 1: Zavros) ו-NIH (NIDDK) 2 R01 DK083402-06A1 (PI: Zavros). פרויקט זה נתמך בחלקו על ידי מענק PHS P30 DK078392 (ליבת מורפולוגיה אינטגרטיבית) של מרכז הליבה לחקר מחלות העיכול בסינסינטי ו-5P30CA023074 מרכז הסרטן של אוניברסיטת אריזונה - מענק תמיכה במרכז הסרטן (PI: Sweasy). ברצוננו להודות לעזרתם של צ'ט קלוסון (ליבת מיקרוסקופיה חיה, אוניברסיטת סינסינטי) וחברי מעבדת זאברוס לשעבר, ד"ר נינה סטיל ולורין הולוקאי, על תרומתם לפיתוח מערכת התרבית האורגנואידית. אנו מודים מקרב לב למטופלים שהסכימו לתרום רקמות ודם לפיתוח תרביות האורגנואידים בקיבה/תאי מערכת החיסון. ללא נכונותם להשתתף במחקר, עבודה זו לא הייתה אפשרית.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
12 well plate | Midwest Scientific | 92012 | |
15 mL Falcon tube | Fisher scientific | 12-565-269 | |
24 well plate | Midwest Scientific | 92024 | |
30 μm filters | Miltenyi Biotec | 130-041-407 | |
40 μm filters (Fisher Scientific) | Fisher scientific | 352340 | |
5 mL round bottom polystyrene tubes | Fisher scientific | 14956-3C | |
50 mL Falcon tube | Fisher scientific | 12-565-271 | |
Advanced DMEM/F12 | Thermo Fisher Scientific | 12634010 | |
AIMV | Thermo Fisher Scientific | 12055091 | Basal medium for PBMCs and DCs |
Amphotericin B/ Gentamicin | Thermo Fisher Scientific | R-01510 | |
B-27 supplement | Thermo Fisher Scientific | 12587010 | |
β-mercaptoethanol | Thermo Fisher Scientific | 800-120 | |
Bone morphogenetic protein inhibitor (Noggin) | Peprotech | 250-38 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma Aldrich | A7906 | |
Cabozantinib | Selleckchem | S1119 | |
Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFSE) | Biolegend | 423801 | |
Collagenase A | Sigma Aldrich | C9891 | |
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) | Fisher scientific | 14190-144 | cell separation buffer |
EasySep Buffer | Stem Cell Technologies | 20144 | Contains Enrichment Cocktail and Magnetic Particles used in CTL culture |
EasySep Human CD8+ T Cell Enrichment Kit | Stem Cell Technologies | 19053 | cell separation magnet |
EasySep Magnet | Stem Cell Technologies | SN12580 | |
EDTA | Sigma Aldrich | E6758 | |
Epidermal Growth Factor (EGF) | Peprotech | 315-09 | |
Farma Series 3 Water Jacketed Incubator | Thermo Fisher Scientific | 4120 | |
Fetal Calf Serum (FCS) | Atlanta Biologicals | SI2450H | |
Fibroblast growth factor 10 (FGF-10) | Peprotech | 100-26 | density gradient medium |
Ficoll-Paque | GE Healthcare | 171440-02 | |
Gastrin 1 | Tocris | 30061 | |
Gelatin | Cell Biologics | 6950 | |
GM-CSF | Thermo Fisher Scientific | PHC6025 | |
Hank's Balanced Salt Solution (HBSS) | Thermo Fisher Scientific | 14175095 | |
HEPES (2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid) | Fisher scientific | BP299-100 | |
Human Epithelial Cell Basal Medium | Cell Biologics | H6621 | |
human serum AB | Gemini Bioscience | 21985023 | |
Hyaluronidase Type IV-S | Sigma Aldrich | H3884 | |
Insulin-Transferrin-Selenium | Thermo Fisher Scientific | 41400045 | |
Interleukin 1β (IL-1β) | Thermo Fisher Scientific | RIL1BI | |
Interleukin 6 (IL-6) | Thermo Fisher Scientific | RIL6I | |
Interleukin 7 (IL-7) | Thermo Fisher Scientific | RP-8645 | |
Kanamycin | Thermo Fisher Scientific | 11815024 | |
L-glutamine | Fisher scientific | 350-50-061 | basement membrane matrix |
Matrigel (Corning Life Sciences, Corning, NY) | Fisher scientific | CB40230C | |
N-2 supplement | Thermo Fisher Scientific | 17502048 | |
N-acetyl-L-cysteine | Sigma Aldrich | A7250 | |
Nicotinamide (Nicotinamide) | Sigma Aldrich | N0636 | |
PD-L1 inhibitor | Selleckchem | A2002 | |
Penicillin/Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | SV3000 | |
Petridish | Fisher scientific | 07-202-030 | |
Potassium chloride (KCl) | Fisher scientific | 18-605-517 | |
Potassium dihydrogenphosphate (KH2PO4) | Fisher scientific | NC0229895 | |
prostaglandin E2 (PGE2) | Sigma Aldrich | P0409 | |
RPMI 1640 | Thermo Fisher Scientific | 11875119 | |
Sodium chloride (NaCl) | Fisher scientific | 18-606-419 | |
Sodium hydrogen phosphate (Na2HPO4) | Fisher scientific | NC0229893 | cell dissociation reagent |
StemPro Accutase solution | Thermo Fisher Scientific | A1110501 | |
Transforming growth factor beta 1 (TGF-β1) | Thermo Fisher Scientific | 7754-BH-005/CF | |
Tumor necrosis factor α (TNF-α) | Thermo Fisher Scientific | PHC3015 | |
Vascular endothelial growth factor (VEGF) | Thermo Fisher Scientific | RVGEFI | |
Y-27632 ROCK inhibitor | Sigma Aldrich | Y0350 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved