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特拉维夫研究人员通过3D打印使脑癌突破

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来自特拉维夫大学(TAU)使用患者细胞打印了3D印刷的首个胶质母细胞瘤肿瘤,该细胞可以增强改善脑癌治疗的新方法。

TAU团队创建了他们声称的是通过3D生物构图癌组织和影响其发育的周围组织的胶质母细胞瘤肿瘤的“世界第一个”功能的3D模型。个性化模型使研究人员能够在准确地模拟单个患者的肿瘤和大脑的环境中测试新药物的功效,并有可能显着加快新药开发用于脑癌。

“我们的创新使我们可以使用前所未有的3D肿瘤,可以更好地模仿临床方案,从而实现最佳研究,” Morris Kahn 3D-Bioprinting for Tau的癌症研究计划的主任Ronit Satchi-Fainaro教授说。“像所有组织一样,癌症在培养皿或试管中的行为与人体内部的行为大不相同。

“在临床试验中,所有实验药物中约有90%失败,因为在实验室中取得的成功并未在患者中再现。”

与脑癌作斗争

众所周知,胶质母细胞瘤是致命的,高度侵略性,占大多数脑肿瘤。肿瘤既快速又不可预测地传播,这使得采用手术,放射治疗和化学疗法等现有方法的治疗具有挑战性。因此,被诊断为胶质母细胞瘤的患者的平均预期寿命仅为14-15个月。

尽管新药可以带来更好的患者结局,但实验室中的现有药物开发方法既耗时又不显示治疗方法在个体患者的身体中如何工作。TAU研究小组正在寻求通过其新的3D印刷胶质母细胞瘤模型来解决这个问题,该模型模仿了活癌症恶性肿瘤。

Satchi-Fainaro说:“如果我们从患者的肿瘤和周围的组织中取出样品,我们可以从该样品100小肿瘤中进行3D生物涂纸,并在各种组合中测试许多不同的药物,以发现该特定肿瘤的最佳治疗方法。”“或者,我们可以在3D生物打印肿瘤上测试许多化合物,并确定哪种最有希望成为潜在药物的进一步开发和投资。”

根据Satchi-Fainaro的说法,可以在癌细胞中鉴定蛋白质和基因的能力,这些蛋白质和基因可以用作药物的新靶标的是她团队突破的最令人兴奋的方面。在测试过程中,研究人员使用该技术来针对他们先前鉴定出的特定蛋白质机制,该机制导致免疫系统帮助胶质母细胞瘤扩散,而不是攻击癌细胞。通过此,他们能够延迟胶质母细胞瘤的生长并阻止其前进。

左边的研究团队:Eilam Yeini,Lena Neufeld和Satchi-Fainaro教授。照片Viatel Aviv大学。
左边的研究团队:Eilam Yeini,Lena Neufeld和Satchi-Fainaro教授。照片Viatel Aviv大学。

3D Bioprinted胶质母细胞瘤

研究人员的3D印刷肿瘤模型由类似于大脑的凝胶组成组成,其中包括一个复杂的血管样管系统,血细胞和药物可以通过该系统流动。因此,该模型可以模拟真正的肿瘤如何发展和对治疗的反应。

TAU团队使用了直接在手术室中取的患者的胶质母细胞瘤的生物样品,以在3D模型中对癌细胞进行遗传测序。这使他们能够复制每个肿瘤的特定生长速率和行为,因此可以更好地预测治疗疗效,药物靶标发现和新药物的开发。

Satchi-Fainaro说:“我们从患者中生物肿瘤的过程是我们去操作套件,我们从肿瘤中提取组织,并根据患者的MRI进行印刷。”“然后,我们有大约两个星期,可以测试所有不同的疗法以评估其对特定肿瘤的功效,并回答有关预测哪种治疗方法最佳拟合的答案。”

将来,Satchi-Fainaro希望她的团队的小说3D印刷肿瘤模型能够以比目前更快的速度开发新药,同时还可以促进对脑癌患者的真正个性化医学和治疗。

有关该研究的更多信息可以在标题为:“用于体内模拟肿瘤微环境的微型生物胶质细胞瘤模型的微工程灌注3D生物涂成胶质母细胞瘤模型”,发表在《科学进步杂志》上。这项研究由L. Neufeld,E。Yeini,N。Reisman,Y。Shtilerman,D。Ben-Shushan,S。Pozzi,A。Madi,G。Tiram,A。Eldar-Boock,S。Ferber,R。Grossman,Z。Ram和R. Satchi-Fainaro。

3D打印癌症治疗的进展

根据美国癌症协会,癌症死亡是到2040年将排名前1600万,这个数字呼吁质疑当前治疗的功效。研究人员和科学家越来越多地研究3D生物打印如何帮助癌症患者的诊断和药物开发,并且已经实现了该领域的几项突破。

去年八月,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)研究人员合并带有计算流量模拟的3D生物打印更好地理解癌性肿瘤的形成,不久之后华盛顿州立大学(WSU)开发了注入大豆的3D印刷骨状支架这可能会抗击癌细胞。

在其他地方,来自韩国的团队阿桑医疗中心打印3D手术指南有助于乳腺雷竞技官网登录组织保留在癌症手术期间3D系统填料最近宣布了建立合作伙伴关系3D生物打印软组织结构用于乳腺癌幸存者的乳房重建治疗。

最近,科学家在加州理工学院加州大学旧金山加州大学使用3D打印解释了一种新的靶向癌症治疗方法。他们开发了DNA负载的3D打印结构,命名为“化学福特机”,具有将化学疗法药物引导到受影响器官并远离健康组织的能力。

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特色图片显示左边的研究团队:Eilam Yeini,Lena Neufeld和Satchi-Fainaro教授。照片Viatel Aviv大学。