2021年8月23日，特拉維夫大學(xué)的科學(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驗室生長模型。

他們在一個類似于大腦的環(huán)境中打印了一個膠質(zhì)母細胞瘤，包括為腫塊提供血液的血管。研究人員說，這是迄今為止最完整的腫瘤和周圍組織的復(fù)制，這一突破可能有助于開發(fā)治療方法。目前，這項研究論文被發(fā)表在《Science Advances》上。

膠質(zhì)母細胞瘤是罕見的，但它特別可怕。它在大腦或腦干上快速地生長，無法治愈，幾乎是致命的。

因為這種癌癥非常具有侵略性，所以治療通常需要進行化療和放療，而病人往往因為病重而無法完成這些治療。

膠質(zhì)母細胞瘤組織是從病人身上切除的腫瘤中提取和培養(yǎng)出來的，醫(yī)生希望通過這種方式來進一步研究這種癌癥。特拉維夫大學(xué)的癌癥研究員和納米科學(xué)家Ronit Satchi-Fainaro說：“這通常是在培養(yǎng)皿中進行的，這是一個非常有用的工具，但是這種方式也有局限性?！?/span>

在之前的一項研究中，她和她的團隊發(fā)現(xiàn)了一種名為P-Selectin的蛋白質(zhì)，當(dāng)膠質(zhì)母細胞瘤的癌細胞遇到大腦中的小膠質(zhì)細胞（中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最突出的免疫細胞）時會產(chǎn)生。

這種蛋白質(zhì)會觸發(fā)小膠質(zhì)細胞采取行動支持膠質(zhì)母細胞瘤，而不是對抗它--這對人來說是毀滅性的結(jié)果。

"我們在手術(shù)中切除的腫瘤中發(fā)現(xiàn)了這種蛋白質(zhì)，但在我們實驗室的二維塑料培養(yǎng)皿上生長的膠質(zhì)母細胞中卻沒有。”

"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%的實驗性藥物在臨床階段失敗，因為在實驗室中取得的成功無法在病人身上重現(xiàn)。"

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

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

Satchi-Fainaro說："大腦的物理和機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；每個組織都有自己的特性，這些特性影響著癌細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型的癌癥并不是對臨床環(huán)境的最佳模擬"。

團隊隨后用P-Selectin測試了他們的模型。在培養(yǎng)皿中生長的膠質(zhì)母細胞瘤培養(yǎng)物以及3D打印的模型和動物模型中引入了一種P-Selectin抑制劑。在培養(yǎng)皿中，與未經(jīng)處理的對照組相比，在生長或細胞遷移方面沒有觀察到變化。

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

Saitchi-Fainaro說："這個實驗向我們展示了為什么潛在的有效藥物很少進入臨床，僅僅是因為它們在二維模型中沒有通過測試，反之亦然：為什么在實驗室中被認(rèn)為是驚人的成功的藥物，最終在臨床試驗中失敗。

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