Penn State mokslininkai deda pagrindą tiksliam naviko modelių kūrimui

Penn State mokslininkai deda pagrindą tiksliam naviko modelių kūrimui

Penn State universiteto mokslininkai sugebėjo 3D biospausdinti krūties vėžio navikus ir juos gydyti atlikdami novatorišką tyrimą, kad geriau suprastų ligą, kuri yra pagrindinė mirties priežastis visame pasaulyje.

Ši mokslinė premjera padeda tiksliai sukurti naviko modelius. Pažanga leis ateityje tyrinėti ir plėtoti vėžio gydymo būdus nenaudojant „in vivo“; arba „gyvūne“ –; Eksperimentuokite.

Tai padės mums suprasti, kaip žmogaus imuninės ląstelės sąveikauja su kietaisiais navikais. Sukūrėme įrankį, kuris yra klinikinių tyrimų platforma, skirta saugiai ir tiksliai įvertinti eksperimentinę terapiją. Tai taip pat yra imunologų ir biologų tyrimų platforma, skirta suprasti, kaip auglys auga, kaip jis sąveikauja su žmogaus ląstelėmis, metastazuoja ir plinta visame kūne.

Ibrahimas Ozbolatas, Peno valstijos universiteto inžinerijos ir mechanikos, biomedicinos inžinerijos ir neurochirurgijos profesorius ir vyresnysis tyrimo autorius

„Ozbolat“ laboratorija specializuojasi 3D spausdinimo srityje, kad būtų galima gaminti įvairius audinius žmonių sveikatai. Neseniai žurnale „Advanced Functional Materials and Biofabrication“ buvo paskelbti du žurnalo straipsniai apie laboratorijos darbą naudojant 3D biospausdinimą krūties vėžio tyrimams paremti.

Tyrėjai naudojo palyginti naują metodą, vadinamą aspiraciniu biospausdinimu, kad tiksliai nustatytų trijų dimensijų navikus ir sukurtų audinį. Tada tyrėjai suformavo audinį į daugialypį kraujagyslinio krūties naviko modelį su kraujagyslėmis, kurie, jų nuomone, reaguoja į chemoterapiją ir ląstelių imunoterapijos vaistus.

Pirmiausia komanda patvirtino savo naviko modelio tikslumą, gydydama jį doksorubicinu, antraciklinų pagrindu veikiančiu chemoterapiniu vaistu, dažniausiai naudojamu krūties vėžiui gydyti. Kai tyrėjai išsiaiškino, kad bioprintuotas navikas reagavo į chemoterapiją, jie jį išbandė bendradarbiaudami su Džeksono laboratorijos imunologe daktare Derya Unutmaz, sukūrė ląstelių pagrindu sukurtą naviko imunoterapinį gydymą.

Tyrėjai naudojo žmogaus CAR-T ląsteles, modifikuotas genų redagavimo būdu, kad atpažintų ir nukreiptų į agresyvią krūties vėžio ląstelių formą. Po to, kai redaguotos CAR-T ląstelės cirkuliavo per naviką 72 valandas, tyrėjai nustatė, kad bioprintuoto naviko ląstelės sukėlė teigiamą imuninį atsaką ir kovoja su vėžinėmis ląstelėmis.

„Mūsų modelis sudarytas iš žmogaus ląstelių, bet tai, ką mes gaminame, yra labai supaprastinta žmogaus kūno versija“, – sakė Ozbolatas. "Gimtojoje mikroaplinkoje yra daug detalių, kurių negalime atkartoti ar net apsvarstyti. Mes siekiame paprastumo ir sudėtingumo. Norime turėti esminį supratimą, kaip šios sistemos veikia – ir mums to reikia." Augimo procesą reikia supaprastinti, nes neturime laiko laukti, kol augliai augs natūraliu tempu.

Ozbolatas paaiškino, kad nepaisant didžiulės vėžio gydymo pažangos, trūksta ikiklinikinių eksperimentinių vaistų nuo vėžio bandymų platformų. Jis sakė, kad pasikliaujant klinikiniais tyrimais, siekiant patikrinti gydymo veiksmingumą, galiausiai ribojamas sėkmingas klinikinis vėžio gydymo vertimas. Bioprintų modelių kūrimas gali atverti duris visiškai naujiems būdams suprasti naviko mikroaplinką ir organizmo imuninį atsaką.

"Imunoterapija jau pasiteisino kaip piktybinių hematologinių navikų gydymas", - sakė Ozbolatas. "Iš esmės paciento imuninės ląstelės pašalinamos ir genetiškai modifikuojamos taip, kad būtų citotoksiškos vėžinėms ląstelėms, o vėliau vėl patenka į paciento kraują. Kraujotaka yra labai svarbi, nes modifikuotos ląstelės turi judėti po kūną. Sergant navikais, tokio tipo veiksminga kraujotaka yra būtina." neegzistuoja, todėl sukūrėme savo modelį, kad geriau suprastume, kaip navikai reaguoja į imunoterapiją.

Ozbolatas ir jo kolegos dabar dirba su augliais, paimtais iš tikrų krūties vėžiu sergančių pacientų. Tyrėjai taikys imunoterapinius vaistus pacientų išvestiems navikams, kad pamatytų, kaip jie reaguoja.

"Tai yra svarbus žingsnis siekiant suprasti ligos sudėtingumą, o tai būtina, jei norime sukurti naujus gydymo būdus ir tikslines vėžio gydymo priemones", - sakė Ozbolat.

Kiti bendradarbiai tyrime yra Madhuri Dey, Myoung Hwan Kim, Momoka Nagamine, Ece Karhan ir Nazmiye Celik iš Penn State ir Mikail Dogan, Lina Kozhaya ir Derya Unutmaz iš Džeksono genominės medicinos laboratorijos.

Imuninės ląstelės tyrimams buvo įsigytos komerciniais tikslais iš IRB patvirtintos privačios įmonės, kuri tyrimų tikslais tiekia sveikus suaugusius leukopakus nenustatytu pavidalu. Darbą rėmė Nacionalinis vėžio institutas, Nacionalinis mokslo fondas, HG Barsumian, MD memorialinis fondas ir TUBITAK.

Šaltinis:

Penn State

Nuoroda:

Dey, M. ir kt. (2022) Chemoterapijos ir CAR T ląstelių imunoterapinis patikrinimas naudojant kraujagyslinio krūties naviko 3D bioprinto modelį. Pažangios funkcinės medžiagos. doi.org/10.1002/adfm.202203966.

.