Model nowotworu na chipie ujawnia zachowanie raka trzustki
Badania nad rakiem trzustki z wykorzystaniem modelu 'nowotworu na chipie' ujawniają kluczowe interakcje między komórkami nowotworowymi a otaczającą tkanką.
Rak trzustki jest uznawany za jeden z najtrudniejszych do leczenia nowotworów. Kluczowym powodem jest to, że guzy nie istnieją w izolacji, lecz są osadzone w złożonym środowisku naczyń krwionośnych, tkanki łącznej i komórek odpornościowych. To właśnie te interakcje decydują o rozwoju choroby i odpowiedzi na terapie.
Badacze z UTHealth Houston dokonali istotnego kroku w kierunku lepszego zrozumienia tych dynamik. Pod kierownictwem Faraza Bishehsari opracowali tzw. 'nowotwór na chipie': zaawansowany model, który naśladuje środowisko guza poza ciałem. Wyniki badania zostały opublikowane w Advanced Science.
Od pacjenta do chipa
W modelu badacze wykorzystali próbki guza i krwi od pacjentów. Z tych próbek hodowano trójwymiarowe organoidy, które są miniaturowymi wersjami guzów, zachowującymi kluczowe cechy oryginalnego nowotworu.
Organoidy umieszczono w chipie mikrofluidycznym, wraz z komórkami naczyń krwionośnych, komórkami stromozy i komórkami odpornościowymi. Taki układ tworzy środowisko, które blisko przypomina to w ludzkim ciele. Chip wykorzystuje przepływy cieczy, które naśladują krążenie krwi, co pozwala badaczom śledzić, jak komórki nowotworowe zachowują się i reagują na terapie.
Według Bishehsari, jest to znaczna poprawa w porównaniu do tradycyjnych modeli laboratoryjnych. „Chcieliśmy opracować system, który realistycznie przedstawia nie tylko sam guz, ale także jego interakcje z otoczeniem” – powiedział badacz.
Blizny i oporność na leczenie
Jednym z kluczowych odkryć badania jest rola tzw. desmoplastycznego stroma, gęstej, bliznowatej tkanki otaczającej guz. To stroma często działa jako bariera dla leków i odgrywa kluczową rolę w oporności na leczenie.
Dzięki modelowi nowotworu na chipie badacze mogli dokładnie obserwować interakcje między komórkami nowotworowymi a tkanką. Okazało się, że stroma nie tylko chroni guz, ale także aktywnie przyczynia się do jego wzrostu i oporności na terapie.
Ciekawe, że celowanie w te komponenty stromozy może poprawić skuteczność chemioterapii. Wskazuje to na nowe strategie leczenia, które uwzględniają nie tylko guz, ale także strukturę otaczającej tkanki.
Badanie odpowiedzi immunologicznych
Model oferuje również możliwości badania odpowiedzi immunologicznych, co jest niezwykle istotne, ponieważ układ odpornościowy odgrywa kluczową rolę w odpowiedzi na terapie nowotworowe, takie jak immunoterapia. Tradycyjne modele często nie są w stanie odpowiednio symulować tych złożonych interakcji.
Dzięki zaawansowanemu obrazowaniu, analizie molekularnej i testowaniu leków, badacze wykazali, że model chipowy dokładnie odzwierciedla zachowanie rzeczywistych guzów. Umożliwia to testowanie nowych terapii i przewidywanie wyników leczenia.
Personalizowane leczenie
Model nowotworu na chipie wpisuje się w szerszy trend w badaniach nad rakiem, gdzie coraz większy nacisk kładzie się na modele specyficzne dla pacjenta. Połączenie organoidów z mikrotechnologią tworzy potężną platformę, która łączy badania laboratoryjne z praktyką kliniczną.
Badacze planują dalszy rozwój technologii, koncentrując się na skalowalności i szerszej zastosowalności. Ostatecznie system ma przyczynić się do szybszego i skuteczniejszego opracowywania nowych leków.
Platforma nowotworu na chipie
W zeszłym roku opracowano innowacyjną platformę 'nowotoru na chipie', która dostarcza informacji na temat tego, jak guzy bronią się przed atakami immunologicznymi. System ten naśladuje żywy, unaczyniony guz płuc i pozwala na obserwację w czasie rzeczywistym, jak komórki CAR-T próbują atakować komórki nowotworowe.
Badacze wykazali, że komórki śródbłonka tymczasowo emitują sygnały, które kierują komórkami odpornościowymi do guza. Gdy te sygnały znikają, komórki tracą kierunek. Podając lek na cukrzycę, wildagliptynę, sygnały te są utrzymywane, co pozwala większej liczbie komórek odpornościowych dotrzeć do guza.
Źródło: https://www.icthealth.org/news/tumor-on-a-chip-reveals-the-behavior-of-pancreatic-cancer
Źródło: www.icthealth.org