科学家首次3D打印出脑肿瘤

 

特拉维夫大学（TAU）的研究人员在类似大脑的环境中3D打印了首个活动性胶质母细胞瘤肿瘤，完整的血管供应肿块。这为研究人员在模拟环境中开发治疗方法来改善治疗并加快新药的开发铺平道路。

 

研究人员表示，这是迄今为止对肿瘤和周围组织进行的最广泛的复制。根据发表在《Science Advances》上的研究，肿瘤的3D模型包括“一个复杂的血管样管系统，血细胞和药物可以流动，模拟真正的肿瘤”。

 

胶质母细胞瘤是一种侵袭性癌症，在大脑或脊髓中形成。它发展迅速并且几乎总是致命的，使得治疗变得极其困难，即使化疗和放疗。新药总是有帮助的；然而，当前的药物开发过程非常耗时，并且无法证明药物在患者体内的作用。

 

“与所有组织一样，癌症在培养皿或试管中的表现与在人体中的表现非常不同”首席研究员RonitSatchi-Fainaro教授解释道。“大约90%的实验药物在临床试验中失败，因为在实验室中取得的成功并没有在患者身上重现。”

 

这就是TAU科学家转向3D打印的原因。通过严格的研究，他们能够创建世界上第一个完全可操作的胶质母细胞瘤3D模型，其中包含3D打印的癌组织和影响肿瘤发展的周围肿瘤环境。

 

为什么这很重要？

肿瘤由类似大脑的凝胶成分构成，并具有复杂的血管样管系统，血细胞和药物可以通过这些管流过。这使他们能够看到真正的肿瘤如何形成并对治疗产生反应。

 

Satchi-Fainaro解释说：“我们对患者进行生物打印肿瘤的过程是，我们进入手术室，从肿瘤中提取组织，然后根据该患者的MRI进行打印。”然后，大约两周来测试所有不同的疗法，以评估它们对特定肿瘤的疗效，并回答预测哪种疗法最适合。

 

这一突破最令人兴奋的是，在癌细胞中识别可作为药物新靶点的蛋白质和基因，可能对我们对抗癌症具有革命性意义。

 

“如果从患者的肿瘤以及周围组织中获取样本，从该样本中3D生物打印100个微小肿瘤，并以各种组合测试许多不同的药物，发现针对这种特定肿瘤的最佳治疗方法”或者，可以在3D生物打印肿瘤上测试多种化合物，并确定哪种化合物最有希望作为潜在药物进行进一步开发和投资。

 

研究人员能够使用他们的新技术来靶向特定的蛋白质通路，使免疫系统能够帮助胶质母细胞瘤扩散而不是杀死致命的癌细胞。结果，胶质母细胞瘤的生长减慢并停止了侵袭。

 

“我们的3D打印模型更适合预测治疗效果、药物靶点发现和新药开发”，Satchi-Fainaro说。