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国际动态 | 致命的脑肿瘤首次在实验室中被3D打印出来
发布时间:2021.08.23    新闻来源:南极熊   浏览次数:

 

 

2021年8月23日,南极熊获悉,特拉维夫大学的科学家们成功的3D生物打印了脑肿瘤模型,形成了迄今为止最完整的实验室生长模型。

他们在一个类似于大脑的环境中打印了一个胶质母细胞瘤,包括为肿块提供血液的血管。研究人员说,这是迄今为止最完整的肿瘤和周围组织的复制,这一突破可能有助于开发治疗方法。目前,这项研究论文被发表在《Science Advances》上。


胶质母细胞瘤是罕见的,但它特别可怕。它在大脑或脑干上快速地生长,无法治愈,几乎是致命的。

因为这种癌症非常具有侵略性,所以治疗通常需要进行化疗和放疗,而病人往往因为病重而无法完成这些治疗。


胶质母细胞瘤组织是从病人身上切除的肿瘤中提取和培养出来的,医生希望通过这种方式来进一步研究这种癌症。特拉维夫大学的癌症研究员和纳米科学家Ronit Satchi-Fainaro说:“这通常是在培养皿中进行的,这是一个非常有用的工具,但是这种方式也有局限性。”

在之前的一项研究中,她和她的团队发现了一种名为P-Selectin的蛋白质,当胶质母细胞瘤的癌细胞遇到大脑中的小胶质细胞(中枢神经系统中最突出的免疫细胞)时会产生。

这种蛋白质会触发小胶质细胞采取行动支持胶质母细胞瘤,而不是对抗它--这对人来说是毁灭性的结果。

"我们在手术中切除的肿瘤中发现了这种蛋白质,但在我们实验室的二维塑料培养皿上生长的胶质母细胞中却没有。”

"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内的表现非常不同。大约90%的实验性药物在临床阶段失败,因为在实验室中取得的成功无法在病人身上重现。"

因此,科学家团队试图找到解决这一局限性的方法,是胶质母细胞瘤生物墨水,它是由来自病人的胶质母细胞瘤细胞、星形胶质细胞和小胶质细胞创造的。使用涂有形成血管的细胞类型的可移动生物墨水,他们还为模型提供功能性血液供应。

每个胶质母细胞瘤模型都是在一个生物反应器中3D打印出来的,这个生物反应器是基于来自病人的细胞外基质的水凝胶。

Satchi-Fainaro说:"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,这些特性影响着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种植所有类型的癌症并不是对临床环境的最佳模拟"。

团队随后用P-Selectin测试了他们的模型。在培养皿中生长的胶质母细胞瘤培养物以及3D打印的模型和动物模型中引入了一种P-Selectin抑制剂。在培养皿中,与未经处理的对照组相比,在生长或细胞迁移方面没有观察到变化。

对于3D打印模型和动物模型,与未经处理的对照组相比,P-Selectin抑制剂导致了较慢的生长速度。

Saitchi-Fainaro说:"这个实验向我们展示了为什么潜在的有效药物很少进入临床,仅仅是因为它们在二维模型中没有通过测试,反之亦然:为什么在实验室中被认为是惊人的成功的药物,最终在临床试验中失败。

 

 
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