2021年8月23日，特拉維夫大學(xué)(xué)的科學(xué)(xué)家們成功的3D生物打印了腦腫瘤模型，形成了迄今為止最完整的實(shí)(shí)驗(yàn)室生長(cháng)模型。

他們在一個(gè)類(lèi)似于大腦的環(huán)(huán)境中打印了一個(gè)膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞瘤，包括為腫塊提供血液的血管。研究人員說(shuō)，這是迄今為止最完整的腫瘤和周?chē)M織的復(fù)制，這一突破可能有助于開(kāi)發(fā)(fā)治療方法。目前，這項(xiàng)研究論文被發(fā)(fā)表在《Science Advances》上。

膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞瘤是罕見(jiàn)的，但它特別可怕。它在大腦或腦干上快速地生長(cháng)，無(wú)法治愈，幾乎是致命的。

因?yàn)檫@種癌癥非常具有侵略性，所以治療通常需要進(jìn)(jìn)行化療和放療，而病人往往因?yàn)椴≈囟鵁o(wú)法完成這些治療。

膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞瘤組織是從病人身上切除的腫瘤中提取和培養(yǎng)出來(lái)的，醫(yī)生希望通過(guò)這種方式來(lái)進(jìn)(jìn)一步研究這種癌癥。特拉維夫大學(xué)(xué)的癌癥研究員和納米科學(xué)(xué)家Ronit Satchi-Fainaro說(shuō)：“這通常是在培養(yǎng)皿中進(jìn)(jìn)行的，這是一個(gè)非常有用的工具，但是這種方式也有局限性?！?/span>

在之前的一項(xiàng)研究中，她和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)(fā)現(xiàn)了一種名為P-Selectin的蛋白質(zhì)(zhì)，當(dāng)膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞瘤的癌細(xì)胞遇到大腦中的小膠質(zhì)(zhì)細(xì)胞（中樞神經(jīng)(jīng)系統(tǒng)中最突出的免疫細(xì)胞）時(shí)會(huì )產(chǎn)(chǎn)生。

這種蛋白質(zhì)(zhì)會(huì )觸發(fā)(fā)小膠質(zhì)(zhì)細(xì)胞采取行動(dòng)支持膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞瘤，而不是對抗它--這對人來(lái)說(shuō)是毀滅性的結(jié)果。

"我們在手術(shù)(shù)中切除的腫瘤中發(fā)(fā)現(xiàn)了這種蛋白質(zhì)(zhì)，但在我們實(shí)(shí)驗(yàn)室的二維塑料培養(yǎng)皿上生長(cháng)的膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞中卻沒(méi)有?！?/span>

"原因是癌癥和所有組織一樣，在塑料表面上的表現(xiàn)與在人體內(nèi)的表現(xiàn)非常不同。大約90%的實(shí)(shí)驗(yàn)性藥物在臨床階段失敗，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室中取得的成功無(wú)法在病人身上重現(xiàn)。"

因此，科學(xué)(xué)家團(tuán)隊(duì)試圖找到解決這一局限性的方法，是膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞瘤生物墨水，它是由來(lái)自病人的膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞、星形膠質(zhì)(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)(zhì)細(xì)胞創(chuàng )(chuàng)造的。使用涂有形成血管的細(xì)胞類(lèi)型的可移動(dòng)生物墨水，他們還為模型提供功能性血液供應(yīng)。

每個(gè)膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞瘤模型都是在一個(gè)生物反應(yīng)器中3D打印出來(lái)的，這個(gè)生物反應(yīng)器是基于來(lái)自病人的細(xì)胞外基質(zhì)(zhì)的水凝膠。

Satchi-Fainaro說(shuō)："大腦的物理和機(jī)械特性不同于其他器官，如皮膚、乳房或骨骼。乳房組織主要由脂肪組成，骨組織主要是鈣；每個(gè)組織都有自己的特性，這些特性影響著(zhù)癌細(xì)胞的行為以及它們對藥物的反應(yīng)。在相同的塑料表面上種植所有類(lèi)型的癌癥并不是對臨床環(huán)(huán)境的最佳模擬"。

團(tuán)隊(duì)隨后用P-Selectin測試了他們的模型。在培養(yǎng)皿中生長(cháng)的膠質(zhì)(zhì)母細(xì)胞瘤培養(yǎng)物以及3D打印的模型和動(dòng)物模型中引入了一種P-Selectin抑制劑。在培養(yǎng)皿中，與未經(jīng)(jīng)處理的對照組相比，在生長(cháng)或細(xì)胞遷移方面沒(méi)有觀(guān)察到變化。

對于3D打印模型和動(dòng)物模型，與未經(jīng)(jīng)處理的對照組相比，P-Selectin抑制劑導(dǎo)致了較慢的生長(cháng)速度。

Saitchi-Fainaro說(shuō)："這個(gè)實(shí)(shí)驗(yàn)向我們展示了為什么潛在的有效藥物很少進(jìn)(jìn)入臨床，僅僅是因?yàn)樗鼈冊詼S模型中沒(méi)有通過(guò)測試，反之亦然：為什么在實(shí)(shí)驗(yàn)室中被認(rèn)為是驚人的成功的藥物，最終在臨床試驗(yàn)中失敗。

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