膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是一種罕見(jiàn)但致命的腦癌，非常堅(jiān)固。外科醫(yī)生切除腫瘤只是為了看到癌癥兇猛地復(fù)發(fā)。化學(xué)療法和放射療法的效果有限。大約一半的患者在 18 個(gè)月內(nèi)死亡。
但現(xiàn)在，弗吉尼亞理工大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種新型的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤腫瘤微環(huán)境 3D 組織工程模型，可用于了解腫瘤復(fù)發(fā)的原因以及哪些治療最有效地根除它們——一直到患者特定的水平。
該模型及其開發(fā)在 7 月 29 日發(fā)表于npj Precision Oncology的論文中進(jìn)行了描述。
“我們的目標(biāo)最終是開發(fā)一種個(gè)性化的醫(yī)療方法，我們可以在其中取出患者的腫瘤，在培養(yǎng)皿中建立該腫瘤的模型，在其上測(cè)試藥物，并告訴臨床醫(yī)生哪種療法最有效，”說(shuō)VTC弗拉林生物醫(yī)學(xué)研究所副教授、論文通訊作者Jennifer Munson。
該模型是識(shí)別癌癥新標(biāo)志物和療法的重要一步。使用新模型的研究已經(jīng)確定了一種了解患者腫瘤的新方法，包括癌細(xì)胞自我更新和分化的能力，這是癌癥對(duì)藥物治療反應(yīng)的指標(biāo)。
根據(jù)美國(guó)國(guó)家癌癥研究所的數(shù)據(jù)，每年約有 15,000 人被診斷出患有膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。
Munson 是一名組織工程師，也是弗吉尼亞理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與力學(xué)系的副教授，也是弗吉尼亞理工大學(xué)癌癥研究聯(lián)盟的聯(lián)合主任之一，他于 2014 年開始開發(fā)這些模型。雖然存在其他工程模型，但這個(gè)模型考慮了除腫瘤細(xì)胞以外的細(xì)胞類型，以及腫瘤生長(zhǎng)和擴(kuò)散的空間，以及實(shí)際腫瘤微環(huán)境的其他方面。
Munson 的模型通常有鉛筆橡皮那么大，更準(zhǔn)確地重建了用于研究的環(huán)境，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)特有的細(xì)胞，如星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞，其比例基于患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞。
該模型還考慮了組織中細(xì)胞之間和周圍的流體運(yùn)動(dòng)——稱為間質(zhì)液流動(dòng)——已知這會(huì)增加腫瘤并加速癌癥的擴(kuò)散。模型中的流體流動(dòng)還可以輕松測(cè)試藥物療法。
微環(huán)境對(duì)于理解膠質(zhì)母細(xì)胞瘤為何如此難以治療至關(guān)重要。盡管可以切除腫瘤，但腫瘤細(xì)胞往往會(huì)侵入周圍組織，在那里它們變得更有害或?qū)χ委煯a(chǎn)生抗藥性，從而使癌癥復(fù)發(fā)。
“我們希望盡可能地模仿那種環(huán)境，因?yàn)槟鞘悄阋院笠盟幬镏委熁蜻M(jìn)行任何形式的后續(xù)治療的環(huán)境，”Munson 說(shuō)。
Munson 和她的團(tuán)隊(duì)使用這些模型來(lái)測(cè)試不同治療的影響，分析癌細(xì)胞如何侵入組織、它們?nèi)绾卧鲋场⑺鼈冏晕腋碌哪芰σ约坝卸嗌偌?xì)胞死亡。他們發(fā)現(xiàn)結(jié)果差異很大，這突出了個(gè)性化醫(yī)療方法對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的重要性以及能夠重建個(gè)體患者腫瘤微環(huán)境的價(jià)值。
“該模型可以幫助我們回答問(wèn)題，例如，我們可以預(yù)測(cè)治療反應(yīng)嗎?”蒙森說(shuō)。“我們能否看到這些不同的細(xì)胞類型如何影響腫瘤細(xì)胞的行為，或者我們能否更好地了解這種微環(huán)境，使醫(yī)生能夠更有效地治療通常生存機(jī)會(huì)較差的患者?”
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