三维大脑肿瘤模型来帮助癌症治疗的个性化发展

胶质母细胞瘤,这是一种罕见但致命的脑癌,是恶的。外科医生移除肿瘤只看到癌症恶狠狠地回来。化疗和放疗效果有限。大约有一半的患者在18个月内死亡。

但是现在弗吉尼亚理工大学的科学家开发出了一种新颖的三维组织工程模型的胶质母细胞瘤肿瘤微环境,可以用来学习为什么肿瘤返回和最有效地根除治疗,到一个特定的水平。

描述的模型及其发展是7月29日发表的一篇论文自然的伙伴肿瘤学期刊精度。

“我们的目标是最终建立一个个性化药物的方法,我们可以把病人的肿瘤,在培养皿中建立肿瘤模型,测试药物,并告诉医生治疗将工作最好的治疗,”说詹妮弗·芒森,副教授职业训练局Fralin生物医学研究所和论文的通讯作者。

模型是一个重要的步骤来确定新的标记和治疗癌症。使用新的模型研究已经发现了一种新的测量对于理解病人的肿瘤,包括肿瘤细胞更新和分化的能力,这是一个指标的癌症将如何应对药物治疗。

每年大约有15000人被诊断为胶质母细胞瘤,根据美国国家癌症研究所。

老李,组织工程师也在弗吉尼亚理工大学的副教授生物医学工程和力学和联席主管之一弗吉尼亚理工大学癌症研究联盟2014年,开始发展模型。而其他工程模型存在,这个占肿瘤细胞以外的细胞类型,以及肿瘤的生长和扩散的空间,和其他方面的实际的肿瘤微环境。

老李的模型,通常大小的铅笔橡皮擦,更准确地再现,环境研究,包括细胞的中枢神经系统,如星形胶质细胞和小胶质细胞,并在患者的比率根据这些发现。

模型还考虑流体的运动之间和周围细胞的组织被称为“间质流体——众所周知,增加肿瘤和癌细胞的扩散速度。流体流动模型中还允许容易测试的药物疗法。

微环境是至关重要的理解为什么胶质母细胞瘤是非常难治疗。虽然可以切除肿瘤,肿瘤细胞会侵入周围组织,他们变得更加有害或抗疗法,让癌症回来。

“我们想模仿环境尽可能,因为这就是你以后会用药物治疗或做任何形式的跟进治疗,”老李说。

芒森和她的团队使用模型来测试不同治疗的影响,分析如何癌细胞侵入组织,他们如何增殖、自我更新能力,有多少细胞死亡。他们发现结果已经发生了很大变化,突出了胶质母细胞瘤的个性化医疗方法的重要性和价值能够再现个体病人的肿瘤微环境。

“模型可以帮助我们回答这样的问题,我们可以预测治疗反应吗?”老李说。”我们可以看到这些不同的细胞为肿瘤细胞的行为,或者我们可以更好的理解这个微环境,允许医生更有效地治疗患者通常有一个贫穷的生存的机会吗?”

参考:Cornelison RC、元JX,泰特公里,et al . patient-designed组织工程模型的渗透性的胶质母细胞瘤微环境。npj大致Onc。2022;6 (1):1 - 14。doi:10.1038 / s41698 - 022 - 00290 - 8

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