實驗室培養的腫瘤模型可以改善胰腺癌的治療

來源: 生物360 / 作者: 2021-09-26
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一個國際科學家團隊在實驗室中創建了一個三維 (3D) 胰腺癌腫瘤模型,結合了生物工程基質和患者來源的細胞,可以用于開發和測試靶向治療。

在今天發表在《自然通訊》上的一項新研究中,來自諾丁漢大學、倫敦瑪麗女王大學的研究人員,莫納什大學和上海交通大學創造了一個多細胞 3D 微環境,使用患者來源的細胞重建胰腺癌腫瘤細胞生長的方式和對化療藥物的反應。

胰腺癌很難治療,尤其是在癌細胞擴散之前沒有任何跡象或癥狀。它可能對治療產生耐藥性,與其他癌癥相比,存活率較低,診斷后 5 年存活率只有 5-10%。

這項研究由英國諾丁漢大學的 Alvaro Mata 教授、澳大利亞莫納什大學的 Daniela Loessner 和中國上海交通大學的 Christopher Heeschen 領導。該項目的首席研究員 David Osuna de la Pe?a 博士說:“治療胰腺癌有兩個主要障礙——非常密集的蛋白質基質和參與復發和轉移的高度耐藥癌癥干細胞 (CSCs) 的存在。在我們的研究中,我們設計了一種基質,CSCs 可以與其他類型的細胞相互作用,共同表現得更像它們在體內的表現,這為以更現實的方式測試不同的治療方法打開了可能性?!?/p>

有必要改進 3D 癌癥模型,以研究患者的腫瘤生長和進展,并測試對新療法的反應。目前,90% 臨床前測試成功的癌癥治療在臨床試驗的早期階段失敗,不到 5% 的腫瘤藥物在臨床試驗中成功。

臨床前試驗主要依靠二維 (2D) 實驗室培養細胞和動物模型的結合來預測治療反應。然而,傳統的 2D 細胞培養無法模擬腫瘤組織的關鍵特征,物種間的差異可能導致許多在動物宿主中成功的治療在人類中無效。

因此,需要新的實驗性三維癌癥模型來更好地重建人類腫瘤微環境,并納入患者特異性差異。

自組裝是生物系統可控地將多個分子和細胞組裝成功能組織的過程。利用這一過程,該團隊創造了一種新的水凝膠生物材料,由胰腺癌中發現的多種但特定的蛋白質制成。這種形成機制使關鍵細胞類型的合并能夠創造出能夠模擬病人腫瘤特征的生物環境。

Mata 教授補充說:“在開發這種疾病的治療方法中,使用人類癌癥模型變得越來越普遍,但將它們投入臨床應用的一個主要障礙是周轉時間。通過與患者來源的細胞組裝和組織關鍵的基質成分,我們設計了一個全面和可調節的胰腺導管腺癌 (PDAC) 體外模型。這些模型顯示了患者特異性的轉錄譜、CSC 功能和強的致瘤性; 總的來說,提供了比 Organoid 和 Sphere 培養更相關的場景。最重要的是,與其他模型相比,在我們的自組裝培養中,藥物反應能更好地再現。

我們相信這個模型更接近這樣一種愿景: 能夠在醫院里把病人的腫瘤細胞,將它們納入我們的模型,找到針對特定癌癥的最佳治療方案,并將其送回病人體內——所有這一切都在短時間內完成。盡管用精準醫學治療這種疾病仍有一段距離,但這項研究為實現這一目標邁出了一步?!?/p>

10.1038 / s41467 - 021 - 25921 - 9

Bioengineered 3D models of human pancreatic cancer recapitulate in vivo tumour biology

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