Tüm aktif tümörün ilk 3D biyobaskısı

Tel Aviv Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bir 3D yazıcı kullanarak aktif ve yaşayabilir bir glioblastoma tümörünün tamamını yazdırdı. 3D bioprinted tümör, gerçek bir tümörü simüle ederek kan hücrelerinin ve ilaçların içinden akabileceği kan damarı benzeri tüplerden oluşan karmaşık bir sistem içerir.

3D bioprinted glioblastoma modelinin mikroskobik görüntüsü. Biyo-baskılı kan damarları endotel hücreleri (kırmızı) ve perisitlerle (camgöbeği) kaplıdır. Kan damarları, gliblastom hücrelerinden (mavi) ve beyin mikroçevre hücrelerinden (yeşil) oluşan beyni taklit eden bir doku ile çevrilidir. Farklı ilaçlar veya hücreler, tümör dokusu üzerindeki etkilerini test etmek için 3D biyo-baskılı kan damarlarından perfüze edilebilir. Kredi: Tel Aviv Üniversitesi

Çalışma, Prof. Ronit Satchi-Fainaro tarafından yönetildi. Yeni teknoloji Ph.D. öğrenci Lena Neufeld, Prof. Satchi-Fainaro’nun laboratuvarındaki diğer araştırmacılarla birlikte.

3D biyo-baskılı modeller, doğrudan Tel Aviv Sourasky Tıp Merkezi’ndeki ameliyathanelerden alınan hastalardan alınan örneklere dayanmaktadır. Yeni çalışmanın sonuçları bugün Science Advances dergisinde yayınlandı.

Prof. Satchi-Fainaro, “Glioblastoma, merkezi sinir sisteminin en ölümcül kanseridir ve çoğu beyin malignitesinden sorumludur” diyor. “Önceki bir çalışmada, glioblastoma kanser hücreleri mikroglia ile karşılaştığında üretilen P-Selectin adlı bir protein tanımlamıştık. ölümcül kanser hücrelerine saldırır, kanserin yayılmasına yardımcı olur.Ancak, ameliyat sırasında çıkarılan tümörlerdeki proteini belirledik, ancak laboratuvarımızda 2D plastik petri kaplarında büyütülen glioblastoma hücrelerinde değil.Nedeni, kanser, tüm dokular gibi çok iyi davranıyor. plastik bir yüzeyde insan vücudunda olduğundan farklı. Laboratuvarda elde edilen başarı hastalarda tekrarlanmadığından tüm deneysel ilaçların yaklaşık %90’ı klinik aşamada başarısız oluyor.”

Tüm aktif tümörün ilk 3D bioprintingi
3D bioprinted glioblastoma modelinin mikroskobik görüntüsü. Kredi: Tel Aviv Üniversitesi

Bu sorunu çözmek için, Prof. Satchi-Fainaro ve Ph.D. liderliğindeki araştırma ekibi. Prestijli Dan David Bursu’nun sahibi olan öğrenci Lena Neufeld, mikroçevre ile fonksiyonel kan damarları yoluyla iletişim kuran hücre dışı matris ile çevrili 3B kanser dokusunu içeren bir glioblastoma tümörünün ilk 3B biyo-baskılı modelini yarattı.

Prof. Satchi-Fainaro, “Sadece kanser hücreleri değil,” diye açıklıyor. “Aynı zamanda beyindeki mikro çevrenin hücreleridir; astrositler, mikroglialar ve mikroakışkan bir sisteme bağlı kan damarları – yani kan hücreleri ve ilaçlar gibi maddeleri tümör kopyasına iletmemizi sağlayan bir sistem. Her model bir biyoreaktörde basılmıştır. hastadan alınan hücre dışı matristen örneklenen ve çoğaltılan bir hidrojel kullanarak laboratuvarda tasarladık, böylece dokunun kendisini simüle ettik.Beynin fiziksel ve mekanik özellikleri, deri, meme gibi diğer organlardan farklıdır. Meme dokusu çoğunlukla yağdan oluşur, kemik dokusu çoğunlukla kalsiyumdur; her dokunun kanser hücrelerinin davranışını ve ilaçlara nasıl tepki verdiğini etkileyen kendi özellikleri vardır.Tüm kanser türlerini aynı plastik yüzeylerde büyütmek optimal değildir klinik ortamın simülasyonu.”

Tüm aktif tümörün ilk 3D bioprintingi
Kredi: Veronica Hughes, STEAM görselleri doktorası

3D tümörü başarıyla bastıktan sonra, Prof. Satchi-Fainaro ve meslektaşları, petri kaplarında büyüyen kanser hücrelerinin aksine, 3D biyo-baskılı modelin en uygun tedavinin hızlı, sağlam ve tekrarlanabilir tahmini için etkili olma potansiyeline sahip olduğunu gösterdi. belirli bir hasta.

“3D modelimizin, tedavi etkinliğinin tahmini, hedef keşfi ve ilaç geliştirme için üç farklı şekilde daha uygun olduğunu kanıtladık. İlk olarak, yakın zamanda keşfettiğimiz protein P-Selectin’i, büyütülen glioblastoma hücre kültürlerinde inhibe eden bir maddeyi test ettik. 2D petri kaplarında ve tedavi edilen hücreler ile tedavi almayan kontrol hücreleri arasında hücre bölünmesi ve göçünde hiçbir fark bulunmadı.Bunun aksine, hem hayvan modellerinde hem de 3D biyo-baskılı modellerde, büyümeyi geciktirebildik ve P-Selectin proteinini bloke ederek glioblastoma istilası Bu deney bize potansiyel olarak etkili ilaçların neden sadece 2D modellerde testlerde başarısız oldukları için kliniğe nadiren ulaştığını ve bunun tam tersini gösterdi: İlaçlar laboratuvarda olağanüstü bir başarı olarak kabul edilirken nihayetinde klinikte neden başarısız oldu? Ayrıca TAU Tıp Fakültesi Patoloji Anabilim Dalı’ndan Dr. 3D biyo-baskılı modelde büyütüldü ve bunları hem 2D plastik üzerinde büyütülen kanser hücreleriyle hem de hastalardan alınan kanser hücreleriyle karşılaştırdı. Böylece, doğal ortamlarında beyin stromal hücreleriyle birlikte büyütülen 3D biyo-baskılı tümörler ve hastadan türetilen glioblastoma hücreleri arasında çok daha büyük bir benzerlik gösterdik. Zamanla, plastik üzerinde büyüyen kanser hücreleri önemli ölçüde değişti ve sonunda hastanın beyin tümörü örneğindeki kanser hücrelerine benzerliklerini kaybetti. Üçüncü kanıt, tümör büyüme hızı ölçülerek elde edildi. Glioblastoma kısmen agresif bir hastalıktır çünkü önceden tahmin edilemez: heterojen kanser hücreleri model hayvanlara ayrı ayrı enjekte edildiğinde, kanser bazılarında uykuda kalırken, diğerlerinde aktif bir tümör hızla gelişecektir. Bu mantıklı çünkü biz insanlar, bu tür uykuda tümörleri barındırdığımızı hiç bilmeden yaşlılıktan huzur içinde ölebiliriz. Ancak laboratuvardaki çanakta tüm tümörler aynı oranda büyür ve aynı oranda yayılır. 3D bioprinted tümörümüzde heterojenlik korunur ve gelişim, hastalarda veya hayvan modellerinde gördüğümüz geniş spektruma benzer.”

Tüm aktif tümörün ilk 3D bioprintingi
Bilgisayarlı bir 3B modele göre bir beyin Mikroortamında bir tümörün 3B baskısının gösterilmesi. Kredi: Tel Aviv Üniversitesi

Prof. Satchi-Fainaro’ya göre, bu yenilikçi yaklaşım aynı zamanda yeni ilaçların geliştirilmesini ve yeni ilaç hedeflerinin keşfedilmesini de mümkün kılacaktır – bugünden çok daha hızlı bir oranda. Umarım gelecekte bu teknoloji hastalar için kişiselleştirilmiş tıbbı kolaylaştıracaktır.

“Bir hastanın dokusundan hücre dışı matrisiyle birlikte bir örnek alırsak, bu örnek 100 küçük tümörden 3D biyo-baskı yapabilir ve bu spesifik tümör için en uygun tedaviyi keşfetmek için birçok farklı ilacı çeşitli kombinasyonlarda test edebiliriz. Alternatif olarak, 3D biyo-baskılı bir tümör üzerinde çok sayıda bileşiği test edin ve hangisinin daha fazla geliştirme ve potansiyel bir ilaç olarak yatırım için en umut verici olduğuna karar verin.Ancak belki de en heyecan verici yön, kanser hücrelerinde yeni ilaçlanabilir hedef proteinler ve genler bulmaktır – tümör olduğunda çok zor bir görevdir. bir insan hastanın veya model hayvanın beyninin içindedir. İnovasyonumuz bize klinik senaryoyu daha iyi taklit eden 3D tümörlere zaman sınırı olmaksızın benzersiz bir erişim sağlayarak optimal araştırmayı mümkün kılıyor.”

Daha fazla bilgi: Tümör mikro ortamının in-vivo taklit edilmesi için mikro mühendislikle perfüze edilebilir 3B biyo-baskılı glioblastoma modeli, Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abi9119

Yorum Yaz

%d blogcu bunu beğendi: