JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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.

Protocol

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

  1. אסוף 1-2 מ"מ של רקמות ביופסיה אנושיות מאזור הגידול של חולי סרטן קיבה העוברים גסטרו-תריסריון בוושט בתמיסת מלח 1x חוצץ פוספט (PBS) (טבלה 1).
    הערה: כל ההליכים מעתה ואילך צריכים להתבצע בסביבה אספטית באמצעות חומרים סטריליים וריאגנטים.
  2. טוחנים את הרקמות שנלקחו באמצעות להבי אזמל על צלחת פטרי. מעבירים את הרקמות הטחונות לצינור חרוטי של 15 מ"ל ומוסיפים 5-10 מ"ל של 1x PBS.
  3. צנטריפוגה בחום של 300 × גרם למשך 5 דקות בטמפרטורת החדר. השליכו את הסופרנטנט. הוסף 1-2 מ"ל של מאגר עיכול מחומם מראש (טבלה 1) לרקמות הגלולות.
  4. דגירה בחום של 37 מעלות צלזיוס למשך 15-30 דקות, תלוי בגודל הרקמות הטחונות. עקוב אחר מצב העיכול על ידי התבוננות מתחת למיקרוסקופ אחר אשכולות תאים קטנים כל 5-10 דקות.
  5. עצרו את העיכול על ידי דילול פי 5 עם מדיום הנשר המותאם של Advanced Dulbecco / מדיום F-12 של Ham (Advanced DMEM/F-12). אם נראים גושים של חומר לא מעוכל, סנן את הרקמות דרך מסננים של 30 מיקרומטר. אסוף את הזרימה.
  6. צנטריפוגה את הזרימה ב-300 × גרם למשך 5 דקות בטמפרטורת החדר כדי לגלול את התאים. השליכו את הסופרנטנט.
  7. השעו מחדש את התאים הגלולים (10,000-100,000) בנפח מתאים (2-4 מ"ל) של מטריצת קרום הבסיס המופשרת (ראה טבלת החומרים) על קרח. זרע כמטריצת קרום תא 30-50 מיקרוליטר טיפות בלוחות תרבית של 24 בארות.
  8. דגרו את הלוחות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות כדי לאפשר לטיפות מטריצת קרום התא-מרתף להתמצק. שכבו את טיפות מטריצת הממברנה של מרתף התא עם מדיום תרבית אורגנואיד בקיבה שחומם מראש (טבלה 1).
  9. שמור על תרביות אורגנואידים ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2. החלף את מדיום התרבות במדיום טרי כל 3-4 ימים, תלוי בגידול האורגנואיד. העבירו את האורגנואידים אחת ל-7-10 ימים ביחס של 1:3.

2. הקמת אורגנואידים בקיבה שמקורם בחולה מדגימות כירורגיות

  1. אסוף רקמות סרטן קיבה אנושיות מדגימות שנכרתו של חולי סרטן קיבה במהלך פרוצדורות כירורגיות בתמיסת מלח פוספט (DPBS) של Dulbecco בתוספת אנטיביוטיקה (טבלה 1).
    הערה: יש לעבד את כל ההליכים להלן בארון בטיחות ביולוגית, תוך שמירה על סביבה אספטית ושימוש בחומרים סטריליים וריאגנטים.
  2. טוחנים את הרקמות שנכרתו בעזרת להבי אזמל כירורגיים על צלחת פטרי. שוטפים את הרקמות הטחונות עם 5-10 מ"ל של 1x DPBS המכיל אנטיביוטיקה.
  3. העבירו את הרקמה לצינור חרוטי של 50 מ"ל. הוסף 10 מ"ל של חוצץ הפשטה של חומצה אתילנדיאמין טטראצטית (EDTA) שחומם מראש לרקמות הטחונות. עקוב אחר מצב העיכול כל 5-10 דקות. דגרו את הצינור בשייקר של 37 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות.
  4. תן לרקמות להתיישב בתחתית הצינור, הסר את מאגר ה-EDTA מבלי להפריע לרקמות, והוסף 10 מ"ל של מאגר EDTA טרי. דגרו את הצינור בשייקר של 37 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות.
  5. תן לרקמות להתיישב בתחתית הצינור. הסר את מאגר ה-EDTA ושטוף את הרקמות פעמיים (בצע את שלב 2.4) עם 10 מ"ל של DMEM/F-12 מתקדם בתוספת אנטיביוטיקה (ללא צנטריפוגה) (טבלה 1).
  6. הוסף 5-10 מ"ל של מאגר עיכול מחומם מראש (טבלה 1) לרקמות, תלוי בגודל הרקמה. דגרו את הצינור בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 15-30 דקות עם תסיסה קלה, תלוי בגודל ובמרקם הרקמות. בדוק אם יש מראה של אשכולות תאים במיקרוסקופ כל 10 דקות.
  7. עצור את העיכול על ידי דילול כפול עם DMEM/F-12 מתקדם קר בתוספת אנטיביוטיקה. סנן את הרקמות הלא מעוכלות דרך מסננים של 40 מיקרומטר ואסוף את הזרימה.
  8. צנטריפוגה את הזרימה ב-400 × גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס כדי לגלול את התאים. השליכו את הסופרנטנט ושטפו את התאים ב-1x DPBS קר בתוספת אנטיביוטיקה ב-400 × גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס. השליכו בזהירות את הסופרנטנט ואחסנו את התאים על קרח.
  9. השעו מחדש את התאים הגלולים בנפח מתאים של מטריצת קרום הבסיס על קרח. זרעים 30-50 מיקרוליטר מטריצת קרום תאים-מרתף טיפות בצלחות שטופלו בתרבית תאים של 24 או 12 בארות.
  10. דגרו את הלוחות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות כדי לאפשר לטיפות מטריצת קרום התא-מרתף להתמצק ככיפה. שכבו את כיפת מטריצת הממברנה של מרתף התא עם מדיום תרבית אורגנואיד בקיבה שחומם מראש (טבלה 1).
  11. שמור על תרביות האורגנואידים ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2. החלף את מדיום התרבות במדיום טרי כל 3-4 ימים, תלוי בגידול האורגנואיד. העבירו את האורגנואידים אחת ל-7-10 ימים ביחס של 1:2 או 1:3, בהתבסס על צפיפות האורגנואידים.

3. תחזוקה והרחבה של תרביות אורגנואידים

הערה: כל ההליכים צריכים להתבצע בסביבה אספטית באמצעות חומרים סטריליים וריאגנטים.

  1. תחזוקה והרחבה
    1. שמור על תרביות האורגנואידים במשך 7-10 ימים עד שהן מתכנסות 70-80%. קצרו את האורגנואידים ב-DMEM קר כקרח. העבירו את האורגנואידים לצינורות פוליסטירן תחתונים עגולים בנפח 5 מ"ל.
    2. צנטריפוגה את האורגנואידים ב-400 × גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס לתאי גלולה. הסר בזהירות את הסופרנטנט והשהה מחדש את הגלולה ב-1 מ"ל של תמיסת ריאגנט דיסוציאציה של תאים שחוממה מראש. דגרו על האורגנואידים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 6 דקות.
    3. העבירו בעדינות את האורגנואידים דרך מחט של 26 גרם 4 פעמים. הוסף 2 מ"ל של DMEM כדי לעצור את פעולת מגיב הדיסוציאציה של התאים.
    4. צנטריפוגה את האורגנואידים ב-400 × גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס כדי לגלול את התאים. השליכו בזהירות את הסופרנטנט ואחסנו את התאים על קרח.
    5. השעו מחדש את התאים הגלולים בנפח מתאים של מטריצת קרום הבסיס על קרח. זרע 30-50 מיקרוליטר של מטריצת קרום מרתף התא נופל בצלחות שטופלו בתרבית תאים של 24 או 12 בארות.
    6. דגרו את הלוחות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות כדי לאפשר לטיפות מטריצת קרום התא-מרתף להתמצק ככיפה. שכבו את כיפת מטריצת הממברנה של התא-תא-בסיס עם מדיום תרבית אורגנואיד בקיבה שחומם מראש (ראה טבלה 1).
    7. שמור על תרביות האורגנואידים ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2. החלף את מדיום התרבות במדיום טרי כל 3-4 ימים, תלוי בגידול האורגנואיד. חזור על מעבר האורגנואידים אחת ל-7-10 ימים ביחס של 1:2 או 1:3, בהתבסס על צפיפות האורגנואידים.
  2. הרחבת קווי תאים שמקורם באורגנואידים
    1. קצרו את האורגנואידים כשהם מתכנסים 70-80%. האכילו את התאים הנצמדים לצלחות הפלסטיק במדיום תרבית אורגנואיד בקיבה ושמרו על התרבות על ידי האכלתם כל 3-4 ימים בהתאם לצמיחת התאים.
    2. עוברים את התאים כשהם מגיעים למפגש של 80-90%.
      1. הסר את מדיום התרבות ושטוף בעדינות את הצלחת עם DPBS מחומם מראש. הוסף 1 מ"ל של מגיב דיסוציאציה של תאים שחומם מראש.
      2. דגרו על התאים למשך 5 דקות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. קצרו את התאים ב -2 מ"ל של DMEM.
      3. צנטריפוגה של התאים בטמפרטורה של 400 × גרם למשך 5 דקות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס. הסר את הסופרנטנט והשהה מחדש את הגלולה במדיום תרבית אורגנואידים בקיבה או במדיום תרבית תאי אפיתל קיבה אנושיים (טבלה 1).
    3. צלחת את התאים מ- 3.2.2.3 בלוחות מצופים מטריצת קרום מרתף או מצופים ג'לטין. שמור על תרביות האורגנואידים ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2. החלף את המדיום במדיום טרי כל יום לסירוגין בהתאם לצמיחת התאים. חזור על מעבר התאים אחת ל- 7-10 ימים ביחס של 1:2 או 1:3, בהתבסס על צפיפות התאים.
      1. כדי לצפות את הלוחות במטריצת קרום מרתף, יש לדלל את המטריצה במים בדרגת תרבית תאים קרים כקרח ביחס של 1:10. מצפים את הצלחת באופן אחיד ב-1 מ"ל של תמיסת מטריצה מדוללת קרה כקרח באמצעות מפזר תאים, ודוגרים את הצלחת המצופה ב-37 מעלות צלזיוס למשך שעתיים. הסר את תמיסת הציפוי שנותרה ותן לצלחת להתייבש ללא המכסה בתוך מכסה המנוע למשך 30 דקות, ממש לפני ציפוי התאים.
      2. כדי לצפות את הצלחות בג'לטין, יש לצפות את הצלחת באופן אחיד ב -1 מ"ל של תמיסת ציפוי על בסיס ג'לטין קר כקרח. דגרו את הצלחת המצופה בטמפרטורת החדר למשך 5 דקות. הסר את תמיסת הג'לטין שנותרה וצלח את התאים התלויים.

4. תרבית תאים חיסוניים מתאים חד-גרעיניים בדם היקפי (PBMCs)

הערה: כל ההליכים צריכים להתבצע בסביבה אספטית באמצעות חומרים סטריליים וריאגנטים.

  1. בידוד PBMC
    1. לדלל דם מלא בנפח שווה של 1x PBS.
    2. בהתאם לנפח הכולל של דגימת הדם המדוללת, הוצא נפח מתאים של מדיום שיפוע צפיפות (ראה טבלת החומרים) לתוך צינור של 15 מ"ל.
      הערה: היחס המומלץ הוא 3 מ"ל ממדיום שיפוע הצפיפות ל-4 מ"ל מדגימת הדם המדוללת.
    3. שכב בזהירות את דגימת הדם המדוללת על מדיום שיפוע הצפיפות. צנטריפוגה ב-400 × גרם למשך 30 דקות-שעה ללא בלם.
    4. לאחר צנטריפוגה, העבירו בזהירות את התאים החד-גרעיניים בממשק לצינור חרוטי חדש של 15 מ"ל. מדללים את התאים החד-גרעיניים עם 3 נפחים של 1x PBS.
    5. צנטריפוגה בחום של 400 × גרם למשך 10 דקות. השליכו את הסופרנטנט. חזור על הפעולה פעם אחת.
    6. השעו מחדש את התאים הגלולים במדיום מתאים ליישומים במורד הזרם או שימור בהקפאה כמלאי קפוא.
    7. במידת הצורך, קבע את התפוקה ואת כדאיות התאים של PBMCs באמצעות מבחן אי הכללת הצבע הכחול של טריפאן.
  2. תרבית של תאים דנדריטיים אנושיים
    1. השעו מחדש את ה-PBMCs המבודדים במדיום PBMC (ראה טבלת החומרים וטבלה 1) וצלחו אותם בצלחת תרבית רקמה של 24 בארות למשך 1-2 שעות ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2.
    2. הקש בחוזקה על צלחת התרבות והשליך את מדיום התרבות המושקע המכיל תאים שאינם נדבקים.
    3. הוסף את מדיום תרבית DC (טבלה 1) לתאים הדבקים. שמרו על התרביות במשך 3 ימים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2. החלף את המדיום הסופרנטנט במדיום תרבית טרי בימים לסירוגין.
    4. ביום השלישי, החלף את המדיום המותש במדיום התבגרות DC טרי (טבלה 1). שמרו על התרביות למשך 24 שעות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2.
  3. תרבית של לימפוציטים T ציטוטוקסיים אנושיים (CTLs)
    1. העבירו 1 מ"ל של PBMCs לצינור תחתון עגול מפוליסטירן בנפח 5 מ"ל.
    2. הוסף 50 מיקרוליטר של קוקטייל העשרה (ראה טבלת החומרים) ל-PBMCs. דגירה למשך 10 דקות בטמפרטורת החדר.
    3. הוסף 150 מיקרוליטר של חלקיקים מגנטיים (טבלת חומרים) לדגימה. דוגרים למשך 5 דקות בטמפרטורת החדר.
    4. הגדל את נפח הדגימה ל-2.5 מ"ל עם מאגר הפרדת התאים (טבלת חומרים). הנח את הצינור התחתון העגול מפוליסטירן לתוך מגנט להפרדת תאים (טבלת חומרים) למשך 5 דקות כדי לאפשר הפרדת תאים.
    5. יוצקים את תרחיף התאים המועשר לצינור חרוטי חדש של 15 מ"ל. צנטריפוגה בחום של 300 × גרם למשך 5 דקות. השליכו את הסופרנטנט.
    6. השעו מחדש את התאים הגלולים והתרבית במדיום תרבית CTL (טבלה 1) למשך 24 שעות ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2.
  4. תרבית של תאים מדכאים שמקורם במיאלואיד אנושי (MDSCs)
    1. תרבית PBMCs במדיום תרבית MDSC (טבלה 1) למשך 7 ימים ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2 להעשרה עבור MDSCs. החלף את המדיום הסופרנטנטי במדיום תרבית טרי בימים לסירוגין.
  5. תרבית משותפת של DCs ו-CTLs
    1. אסוף מדיום מותנה מתרביות האורגנואידים.
    2. הסר בעדינות 50% מהמדיום מתרבית ה-DC הבשלה והחלף אותו במדיום מותנה שמקורו באורגנואיד.
    3. דגרו את ה-DCs עם המדיום המותנה שמקורו באורגנואיד למשך שעתיים ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2.
    4. קצרו את ה-DCs הדבקים באופן רופף וצנטריפוגה אותם ב-300 × גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס. הסר את הסופרנטנט, השהה מחדש את הגלולה במדיום תרבית משותפת RPMI, והוסף את תרחיף התאים הזה בחזרה לאותה באר.
    5. קצרו את ה-CTLs מאותו קו מטופלים והעבירו אותם ל-DCs הבוגרים. המשיכו בתרבית משותפת DC-CTL (טבלה 1) במשך 72 שעות ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2.

5. הקמת תרביות משותפות של תאים אורגנואידים/חיסוניים

  1. בודד CTLs מתרביות משותפות של DCs ו-CTLs באמצעות ערכה (ראה טבלת החומרים) כמתואר קודם לכן בסעיף 4.3.
  2. דגרו את ה-CTLs עם 5 מיקרומטר קרבוקסיפלואורסצאין דיאצטט אסתר סוקסינימידיל (CFSE) ב-37 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות.
    הערה: CFSE הוא צבע מעורר לייזר כחול המשמש לניטור זרימה ציטומטרית של חלוקות תאים.
  3. קצרו את האורגנואידים וערבבו אותם עם CTLs המסומנים ב-CFSE. שמירה על יחס CTL/אורגנואידים על 50,000 CTLs לכל 200 אורגנואידים, השעו מחדש את האורגנואידים בנפח מתאים של מטריצת קרום הבסיס המופשרת על קרח. זרעים כמטריצת קרום תא 25 מיקרוליטר טיפות בלוחות תרבית רקמות של 24 בארות.
    הערה: בתנאי ניסוי הדורשים MDSCs, ערבב את ה-MDSCs עם האורגנואידים ו-CTLs המסומנים ב-CFSE לפני הזריעה. יחס MDSC/CTL צריך להיות 4:1.
  4. דגרו את הלוחות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות כדי לאפשר לטיפות מטריצת קרום התא-מרתף להתמצק.
  5. שכבו את טיפות מטריצת הממברנה של מרתף התא עם מדיום תרבית אורגנואיד שחומם מראש.
  6. שמור על תרביות האורגנואידים/תאי החיסון ב-37 מעלות צלזיוס ב-5% CO2 עד לניתוח.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

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.

Discussion

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.

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

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.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
12 well plateMidwest Scientific92012
15 mL Falcon tubeFisher scientific12-565-269
24 well plateMidwest Scientific92024
30 μm filtersMiltenyi Biotec130-041-407
40 μm filters (Fisher Scientific)Fisher scientific352340
5 mL round bottom polystyrene tubesFisher scientific14956-3C
50 mL Falcon tubeFisher scientific12-565-271
Advanced DMEM/F12Thermo Fisher Scientific12634010
AIMVThermo Fisher Scientific12055091Basal medium for PBMCs and DCs
Amphotericin B/ GentamicinThermo Fisher ScientificR-01510
B-27 supplementThermo Fisher Scientific12587010
β-mercaptoethanolThermo Fisher Scientific800-120
Bone morphogenetic protein inhibitor (Noggin)Peprotech250-38
Bovine Serum Albumin (BSA)Sigma AldrichA7906
CabozantinibSelleckchemS1119
Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFSE)Biolegend423801
Collagenase ASigma AldrichC9891
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS)Fisher scientific14190-144cell separation buffer
EasySep BufferStem Cell Technologies20144Contains Enrichment Cocktail and Magnetic Particles used in CTL culture
EasySep Human CD8+ T Cell Enrichment KitStem Cell Technologies19053cell separation magnet
EasySep MagnetStem Cell TechnologiesSN12580
EDTASigma AldrichE6758
Epidermal Growth Factor (EGF)Peprotech315-09
Farma Series 3 Water Jacketed IncubatorThermo Fisher Scientific4120
Fetal Calf Serum (FCS)Atlanta BiologicalsSI2450H
Fibroblast growth factor 10 (FGF-10)Peprotech100-26density gradient medium
Ficoll-PaqueGE Healthcare171440-02
Gastrin 1Tocris30061
GelatinCell Biologics6950
GM-CSFThermo Fisher ScientificPHC6025
Hank's Balanced Salt Solution (HBSS)Thermo Fisher Scientific14175095
HEPES (2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid)Fisher scientificBP299-100
Human Epithelial Cell Basal MediumCell BiologicsH6621
human serum ABGemini Bioscience21985023
Hyaluronidase Type IV-SSigma AldrichH3884
Insulin-Transferrin-SeleniumThermo Fisher Scientific41400045
Interleukin 1β (IL-1β)Thermo Fisher ScientificRIL1BI
Interleukin 6 (IL-6)Thermo Fisher ScientificRIL6I
Interleukin 7 (IL-7)Thermo Fisher ScientificRP-8645
KanamycinThermo Fisher Scientific11815024
L-glutamineFisher scientific350-50-061basement membrane matrix
Matrigel (Corning Life Sciences, Corning, NY)Fisher scientificCB40230C
N-2 supplementThermo Fisher Scientific17502048
N-acetyl-L-cysteineSigma AldrichA7250
Nicotinamide (Nicotinamide)Sigma AldrichN0636
PD-L1 inhibitorSelleckchemA2002
Penicillin/StreptomycinThermo Fisher ScientificSV3000
PetridishFisher scientific07-202-030
Potassium chloride (KCl)Fisher scientific18-605-517
Potassium dihydrogenphosphate (KH2PO4)Fisher scientificNC0229895
prostaglandin E2 (PGE2)Sigma AldrichP0409
RPMI 1640Thermo Fisher Scientific11875119
Sodium chloride (NaCl)Fisher scientific18-606-419
Sodium hydrogen phosphate (Na2HPO4)Fisher scientificNC0229893cell dissociation reagent
StemPro Accutase solutionThermo Fisher ScientificA1110501
Transforming growth factor beta 1 (TGF-β1)Thermo Fisher Scientific7754-BH-005/CF
Tumor necrosis factor α (TNF-α)Thermo Fisher ScientificPHC3015
Vascular endothelial growth factor (VEGF)Thermo Fisher ScientificRVGEFI
Y-27632 ROCK inhibitorSigma AldrichY0350

References

  1. Ferlay, J., et al. Cancer incidence and mortality worldwide: sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012. International Journal of Cancer. 136 (5), 359-386 (2015).
  2. Piazuelo, M. B., Epplein, M., Correa, P. Gastric cancer: an infectious disease. Infectious Disease Clinics of North America. 24 (4), 853-869 (2010).
  3. Siegel, R., Naishadham, D., Jemal, A. Cancer statistics. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 63 (1), 11-30 (2013).
  4. Quante, M., Wang, T. C. Inflammation and stem cells in gastrointestinal carcinogenesis. Physiology. 23, 350-359 (2008).
  5. Quante, M., Varga, J., Wang, T. C., Greten, F. R. The gastrointestinal tumor microenvironment. Gastroenterology. 145 (1), 63-78 (2013).
  6. Tsai, S., et al. Development of primary human pancreatic cancer organoids, matched stromal and immune cells and 3D tumor microenvironment models. BMC Cancer. 18 (1), 335(2018).
  7. Boj, S. F., et al. Organoid models of human and mouse ductal pancreatic cancer. Cell. 160 (1-2), 324-338 (2015).
  8. Huang, L., et al. Ductal pancreatic cancer modeling and drug screening using human pluripotent stem cell- and patient-derived tumor organoids. Nature Medicine. 21 (11), 1364-1371 (2015).
  9. Tiriac, H., et al. Successful creation of pancreatic cancer organoids by means of EUS-guided fine-needle biopsy sampling for personalized cancer treatment. Gastrointestinal Endoscopy. 87 (6), 1474-1480 (2018).
  10. Tiriac, H., et al. Organoid profiling identifies common responders to chemotherapy in pancreatic cancer. Cancer Discovery. 8 (9), 1112-1129 (2018).
  11. Yao, Y., et al. Patient-derived organoids predict chemoradiation responses of locally advanced rectal cancer. Cell Stem Cell. 26 (1), 17-26 (2020).
  12. Ahmadzadeh, M., et al. Tumor antigen-specific CD8 T cells infiltrating the tumor express high levels of PD-1 and are functionally impaired. Blood. 114 (8), 1537-1544 (2009).
  13. Chen, Z., et al. Intratumoral CD8(+) cytotoxic lymphocyte is a favorable prognostic marker in node-negative breast cancer. PLoS One. 9 (4), 95475(2014).
  14. Reissfelder, C., et al. Tumor-specific cytotoxic T lymphocyte activity determines colorectal cancer patient prognosis. Journal of Clinical Investigation. 125 (2), 739-751 (2015).
  15. Muro, K., et al. Pan-Asian adapted ESMO Clinical Practice Guidelines for the management of patients with metastatic gastric cancer: a JSMO-ESMO initiative endorsed by CSCO, KSMO, MOS, SSO and TOS. Annals of Oncology. 30 (1), 19-33 (2019).
  16. Subhash, V. V., Yeo, M. S., Tan, W. L., Yong, W. P. Strategies and advancements in harnessing the immune system for gastric cancer immunotherapy. Journal of Immunology Research. 2015, 308574(2015).
  17. Muro, K., et al. Pembrolizumab for patients with PD-L1-positive advanced gastric cancer (KEYNOTE-012): a multicentre, open-label, phase 1b trial. Lancet Oncology. 17 (6), 717-726 (2016).
  18. Abdel-Rahman, O. PD-L1 expression and outcome of advanced melanoma patients treated with anti-PD-1/PD-L1 agents: a meta-analysis. Immunotherapy. 8 (9), 1081-1089 (2016).
  19. Abdel-Rahman, O. Correlation between PD-L1 expression and outcome of NSCLC patients treated with anti-PD-1/PD-L1 agents: A meta-analysis. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 101, 75-85 (2016).
  20. Abdel-Rahman, O. Immune checkpoints aberrations and gastric cancer; assessment of prognostic value and evaluation of therapeutic potentials. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 97, 65-71 (2016).
  21. Dijkstra, K. K., et al. Generation of tumor-reactive T cells by co-culture of peripheral blood lymphocytes and tumor organoids. Cell. 174 (6), 1586-1598 (2018).
  22. Neal, J. T., et al. Organoid modeling of the tumor immune microenvironment. Cell. 175 (7), 1972-1988 (2018).
  23. Peng, C., Liu, J., Yang, G., Li, Y. The tumor-stromal ratio as a strong prognosticator for advanced gastric cancer patients: proposal of a new TSNM staging system. Journal of Gastroenterology. 53 (5), 606-617 (2018).
  24. Steele, N. G., et al. An organoid-based preclinical model of human gastric cancer. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 7 (1), 161-184 (2019).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

PD L1PD 1CD8 TMDSCs

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved