Untersuchung der Wirksamkeit von Arzneimitteln – quantitative Bestimmung der Sphäroidgröße

Die Wirksamkeit des Krebsmedikaments 5-FU wurde durch Quantifizierung der Querschnittsfläche von Sphäroiden auf Grundlage einer Hellfeld-Bildanalyse mit dem Bildanalysesystem beurteilt.

Ziele

Seit Kurzem gelten 3D-Tumorsphäroide als nützliche In-vitro-Modelle von soliden Tumoren. Die durch die Behandlung mit Krebsmedikamenten induzierte Größenänderung von 3D-Sphäroiden ist ein für ihre Fähigkeit, die Zellproliferation zu hemmen, hochrelevanter Indikator. Die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten kann durch Analyse der Änderung der Sphäroidgröße in Hellfeldbildern mithilfe eines Mikroskops in Kombination mit dem System quantitativ und effizient bestimmt werden. In dieser Studie wurden die durch 5-FU induzierten Größenänderungen von 3D-Sphäroiden der Zelllinie HT-29 quantitativ untersucht.

Vorbereitung der Proben

Eine Suspension aus HT-29-Zellen wurde mit einer Dichte von 750 Zellen/Well in eine PrimeSurface 96U Platte (SUMITOMO BAKELITE CO., LTD, Japan) gegeben, um Sphäroide herzustellen. Vier Tage nach Beginn der Zellkultur wurde den 3D-Sphäroiden 5-FU zugesetzt und die Kultur weitere vier Tage lang fortgesetzt. Unter denselben Bedingungen wurden 2D-Monolagen von HT-29-Zellen in einer zelladhäsiven Mikroplatte vorbereitet und anschließend mit 5-FU versetzt.

Schlussfolgerung
Aufnahme und Analyse von Bildern von 3D-Sphäroiden oder 2D-Monolagen aus HT-29-Zellen

Mit dem Bildanalysesystem wurden Hellfeldbilder von Mikroplatten aufgenommen, die 3D-Sphäroide von HT-29-Zellen enthalten (Abbildung 1). Von einem Sphäroid wurden mehrere Bilder aufgenommen, die eine Äquatorialebene enthalten. Anschließend wurden eine Durchschnittsintensitätsprojektion generiert und eine statistische Auswertung bei allen 5-FU-Konzentrationen durchgeführt. Die Querschnittsfläche der HT-29-Sphäroide nahm mit ansteigender 5-FU-Konzentration ab, was darauf hinweist, dass 5-FU die Zellproliferation in Sphäroiden hemmt (Abbildung 2). Die 2D-Monolagen der HT-29-Zellen wurden mit Hoechst 33342 gefärbt und aus den mit dem Bildanalysesystem aufgenommenen Fluoreszenzbildern wurde die Adhäsionsfläche berechnet. Die Adhäsionsfläche der HT-29-Monolagen nahm mit ansteigender 5-FU-Konzentration ab (Abbildung 2). Diese Ergebnisse zeigen, dass das System die Untersuchung der Wirksamkeit von Arzneimitteln an 3D-Sphäroiden und 2D-Monolagen erlaubt.

PrimeSurface ist ein eingetragenes Warenzeichen von Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Japan.
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