改善实验室培养的迷你肿瘤预测癌症治疗的反应

加州大学洛杉矶分校Jonsson综合癌症中心的科学家们研制出了一种新方法bioprint小型肿瘤瀑样的功能和体系结构被设计用来模拟真实的肿瘤。改进的过程允许研究人员使用一个先进的成像方法来研究和分析个人详细瀑样,可以帮助研究人员确定个性化治疗患有罕见的或不易治愈的癌症。

的方法描述在《自然通讯。

“瀑样肿瘤已经成为基本的工具来研究肿瘤生物学和强调个体病人的药物敏感性,”说爱丽丝Soragni博士矫形外科学系的助理教授在加州大学洛杉矶分校的大卫格芬医学院和加州大学洛杉矶分校Jonsson综合癌症中心的成员。“然而,我们还需要更好的方法来预测如果抵抗可能出现在一个小的细胞,我们不能用常规检测方法检测到。这是真正重要的,尤其是当organoid-based临床药物预测开始被利用。”

这些小型肿瘤,称为瀑样,可以使用细胞系生长在一个实验室或病人自己的细胞更好地理解人类生物学和疾病。重建病人肿瘤,研究人员可以测试不同的肿瘤药物是否会或糟糕的治疗反应很好。这可以使医生更容易选择最好的治疗他们的病人。

虽然这些迷你肿瘤已经帮助改善药物建模和正变得非常宝贵的工具测试潜在的药物的疗效和安全性,它仍然是具有挑战性的当前模型来捕捉潜在肿瘤异质性往往推动临床观察抵抗治疗。这种方法的一个主要的限制是,当前的方法不能捕获变化或差异瀑样样品负责观察的抵抗治疗在临床的设置。

为了克服这些挑战,研究小组创建了一个方法,使用生物打印技术打印细胞薄层的支持细胞外蛋白质产生3 d mini-tumors在不改变组织的组织学和基因表达式。团队结合与高速打印的细胞活细胞干涉法(HSLCI),一个成像系统,是一种非破坏性的方法用于观察和测量活细胞实时的重量。然后将这些方法结合机器学习算法来分析和衡量个人瀑样。

“通过使用这种方法,我们能够精确测量的质量同时成千上万的瀑样,”说Michael Teitell博士加州大学洛杉矶分校Jonsson综合癌症中心主任和文章的第二作者的研究。“这些信息有助于确定哪些瀑样很敏感或对特定的疗法,可以用来快速选择最有效的治疗手段。”

用新的方法相结合,研究人员证实,他们可以测量打印的肿瘤细胞的增长模式随着时间的推移,看看细胞对不同的药物或治疗方法。

“测量完成,没有损坏或摧毁瀑样,允许非侵入性分析的增长和药物反应,“Teitell指出。

研究人员能够识别一个某些药物对细胞的影响从添加治疗只要六个小时。团队还发现了小群体的细胞没有回应的药物,即使在非常均匀的细胞系样本组成主要是响应的细胞治疗。

“这新管道已经提高了质量和深度的信息我们可以从疾病药物筛选的3 d模型,“Soragni说。“我们现在同样的方法应用到瀑样建立不易治愈,罕见的癌症。”

研究人员将利用新方法发现新的治疗途径和机制的阻力,最终开发个性化的治疗策略。

参考:Tebon PJ,王B,马科维茨,et AL .药物筛选single-organoid决议通过生物打印和干涉。Nat Commun。2023;14 (1):3168。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 38832 - 8

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