Исследователи из Университета штата Пенсильвания успешно напечатали на 3D-биопечати опухоли молочной железы и вылечили их в ходе революционного исследования, чтобы лучше понять заболевание, которое является одной из основных причин смертности во всем мире.

Это первое научное достижение закладывает основу для точного изготовления моделей опухолей. Это продвижение позволит в будущем изучать и разрабатывать противораковые методы лечения без использования «in vivo»; или «в животном» -; эксперименты.

Это поможет нам понять, как иммунные клетки человека взаимодействуют с солидными опухолями. Мы разработали инструмент, который служит платформой клинических испытаний для безопасности и точной оценки экспериментальных методов лечения. Это также исследовательская платформа для иммунологов и биологов, позволяющая понять, как растет опухоль, как она взаимодействует с клетками человека, как метастазирует и распространяется в организме».

Ибрагим Озболат, профессор инженерных наук и механики, биомедицинской инженерии и нейрохирургии в Пенсильванском университете и старший автор исследования

Лаборатория Ozbolat специализируется на 3D-печати для создания ряда тканей для здоровья человека. Недавно в журнале Advanced Functional Materials and Biofabrication были опубликованы две журнальные статьи о работе лаборатории с использованием 3D-биопечати для изучения рака молочной железы .

Исследователи использовали относительно новую технику, называемую биопечатью с помощью аспирации, чтобы точно локализовать опухоли в трех измерениях и создать ткань. Затем исследователи сформировали из ткани многомасштабную васкуляризированную модель опухоли молочной железы с кровеносными сосудами, которая, как они обнаружили, реагировала на химиотерапию и клеточную иммунотерапию.

Команда сначала подтвердила точность своей модели опухоли, обработав ее доксорубицином, химиотерапевтическим препаратом на основе антрациклина, обычно используемым для лечения рака молочной железы. Обнаружив, что биопринтированная опухоль реагирует на химиотерапию, исследователи в сотрудничестве с доктором Дериа Унутмаз, иммунологом из лаборатории Джексона, приступили к тестированию клеточного иммунотерапевтического лечения опухоли.

Gaia Herbs, масло черного тмина, 60 веганских капсул Liquid Phyto-Caps

Исследователи использовали человеческие CAR- T-клетки , созданные путем редактирования генов, для распознавания и борьбы с агрессивной формой клеток рака молочной железы. После 72 часов циркуляции отредактированных CAR-T-клеток через опухоль исследователи обнаружили, что клетки в биопринтированной опухоли генерировали положительный иммунный ответ и боролись с раковыми клетками.

«Наша модель сделана из человеческих клеток, но то, что мы делаем, — это очень упрощенная версия человеческого тела», — сказал Озболат. «В естественной микросреде существует множество деталей, которые мы не можем воспроизвести или даже подумать о воспроизведении. Мы стремимся к простоте внутри сложности. Мы хотим иметь фундаментальное понимание того, как работают эти системы, и нам нужно процесс роста должен быть оптимизирован, потому что у нас нет времени ждать, пока опухоли вырастут в своем естественном темпе».

Озболат пояснил, что, несмотря на значительные успехи в лечении рака, не хватает доклинических платформ для изучения экспериментальных противоопухолевых средств. По его словам, необходимость полагаться на клинические испытания для проверки эффективности лечения в конечном итоге ограничивает успешное клиническое применение противораковых терапевтических средств. Разработка биопечатных моделей может открыть двери для совершенно новых способов понимания микроокружения опухоли и иммунного ответа организма.

«Уже было показано, что иммунотерапия является многообещающим методом лечения гематологических злокачественных новообразований», — сказал Озболат. «По сути, иммунные клетки пациента удаляют и редактируют гены, чтобы они были цитотоксичными для раковых клеток, а затем повторно вводят в кровоток пациента. Циркуляция имеет решающее значение, потому что измененные клетки должны перемещаться по телу. При опухолях такая эффективная циркуляция не существует, поэтому мы построили нашу модель, чтобы попытаться лучше понять, как опухоли реагируют на иммунотерапию».

Озболат и его коллеги сейчас работают с опухолями, удаленными у настоящих больных раком молочной железы. Исследователи будут применять иммунотерапию к опухолям пациентов, чтобы увидеть, как они реагируют.

«Это важный шаг в понимании тонкостей заболевания, что необходимо, если мы собираемся разработать новые терапевтические и таргетные методы лечения рака», — сказал Озболат.

Другими сотрудниками в исследованиях являются Мадхури Дей, Мён Хван Ким, Момока Нагамин, Эсе Кархан и Назмие Селик из штата Пенсильвания, а также Микаил Доган, Лина Кожая и Дерья Унутмаз из Лаборатории геномной медицины Джексона.

Иммунные клетки для исследования были приобретены на коммерческой основе у частной компании, одобренной IRB, которая предоставляет лейкопаки здоровых взрослых в деидентифицированной форме для использования в исследованиях. Работа поддержана Национальным институтом рака, Национальным научным фондом, HG Barsumian, MD Memorial Fund и TUBITAK.