针对活动性肿瘤,海外展开了首次3D生物打印

特拉维夫大学的研究人员,使用3D打印机打印了一个完整的活跃且可行的胶质母细胞瘤肿瘤。3D生物打印肿瘤包括一个复杂的血管样管系统,血细胞和药物可以通过这些管流过,模拟真实的肿瘤。

该研究由RonitSatchi-Fainaro教授领导,这项新技术是由博士开发的。其3D生物打印模型,基于患者样本,直接取自特拉维夫Sourasky医疗中心的手术室。这项新研究的结果,发表在《科学进展》杂志上。

针对活动性肿瘤,海外展开了首次3D生物打印

“胶质母细胞瘤是中枢神经系统中更致命的癌症,是大多数脑部恶性肿瘤的原因,”Satchi-Fainaro教授说。“在之前的一项研究中,我们发现了一种叫做P-Selectin的蛋白质,当胶质母细胞瘤癌细胞遇到小胶质细胞——大脑免疫系统的细胞。我们发现,这种蛋白质是导致小胶质细胞失败的原因,导致它们支持而不是攻击致命的癌细胞,从而帮助癌症扩散。”

我们在手术期间切除的肿瘤中,发现了蛋白质,但在我们实验室的二维塑料培养皿上生长的胶质母细胞瘤细胞中没有。原因是癌症和所有组织一样,在塑料表面上的表现与在人体中的表现非常不同。大约90%的实验药物在临床阶段失败,因为实验室取得的成功无法在患者身上重现。

为了解决这个问题,由Satchi-Fainaro教授和博士领导的研究团队。享有盛誉的丹大卫奖学金获得者、学生LenaNeufeld创建了第一个胶质母细胞瘤肿瘤的3D生物打印模型,其中包括被细胞外基质包围的3D癌组织,细胞外基质通过功能性血管与其微环境通信。

“不仅仅是癌细胞,”Satchi-Fainaro教授解释说。“它也是大脑微环境的细胞;星形胶质细胞、小胶质细胞和血管连接到一个微流体系统,即一个使我们能够输送血细胞等物质的系统和药物到肿瘤复制品。每个模型都打印在我们在实验室设计的生物反应器中,使用从患者的细胞外基质中取样和复制的水凝胶,从而模拟组织本身。大脑的物理和机械特性不同于其他器官,如皮肤、乳房或骨骼。乳房组织主要由脂肪组成,骨组织主要是钙;每个组织都有自己的特性,这些特性会影响癌细胞的行为以及它们对药物的反应。在相同的塑料表面上生长所有类型的癌症并不是对临床环境的更佳模拟。”

在成功打印3D肿瘤后,Satchi-Fainaro教授和她的同事证明,与在培养皿上生长的癌细胞不同,3D生物打印模型有可能有效地快速、稳健和可重复地预测更合适的治疗方法。

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