Трехмерная искусственная опухоль

Учёные напечатали раковую опухоль на 3D-принтере

sci-lib по материалам ScienceDaily: 3-D printing cancer cells to mimic tumors

Группа учёных из Китая и США смогла успешно создать 3D-модель злокачественной опухоли, используя 3D-принтер. Модель, состоящая из остова фиброзных белков, покрытых слоем клеток рака шейки матки, обеспечивает реалистичную трёхмерную имитацию опухолевой среды. Её можно использовать с целью поиска новых противораковых лекарственных средств, изучения механизмов развития и распространения опухолей в организме.

Полученная учёными модель имеет сетчатую структуру (10 мм в диаметре), образована желатином, альгинатом и фибрином, воссоздающим фиброзные белки, которые формируют внеклеточный опухолевый матрикс.

Сетчатая структура покрыта клетками линии HeLa – уникальными, «бессмертными» клетками, которые изначально были получены из злокачественной опухоли шейки матки человека в 1951 году. Благодаря способности данных клеток бесконечно делиться в лабораторных условиях линия HeLa в течение последних 50 лет была использована в некоторых прорывных научных исследованиях. Хоть наиболее эффективным способом исследования опухолей является использование моделей в клинических условиях, существует ряд норм, накладывающих на это ограничения.

Чтобы преодолеть возникающие трудности были созданы 2D-модели, состоящие из одного слоя клеток. Данные модели позволяют имитировать физиологическую среду опухолей таким образом, что можно оценить реальную эффективность различных лекарственных средств. С появлением технологий трёхмерной печати стало возможным создание более реалистичной модели среды, окружающей опухоль. Авторам проведённого исследования удалось это продемонстрировать, сравнивая результаты, полученные при использовании трёхмерной модели, с результатами, полученными при использовании двумерной модели.

Если клетки оставались жизнеспособными после печати, учёные так же проверяли как данные клетки пролиферировали, экспрессировали специфические наборы белковых молекул, насколько устойчивыми они были к противоопухолевым лекарственным средствам. Специалисты рассматривали матричные металлопротеиназы. Данные белки используются клетками злокачественных новообразований, чтобы пройти через окружающий их матрикс и помочь опухоли распространиться по организму. Устойчивость к действию противораковых лекарственных средств, которые так же были изучены, является достоверным признаком злокачественности новообразования.

Полученные специалистами результаты показали, что 90% клеток злокачественных опухолей остаются жизнеспособными после печати. Так же полученные результаты говорят о том, что трёхмерные модели имеют большее количество одинаковых с опухолями характеристик по сравнению с двумерными моделями. В 3D-моделях опухолевые клетки показывали более высокий уровень пролиферации, экспрессии белков, устойчивости к противоопухолевым средствам. «Нам удалось создать масштабируемую, универсальную трёхмерную модель злокачественного новообразования, которая в большей степени похожа на естественное злокачественное новообразование по сравнению с двумерной моделью культивируемых злокачественных клеток» – говорит профессор Веи Сун (Wei Sun, ведущий автор исследования, сотрудник Дрексельского университета США и университета Циньхуа). Авторы проведённого исследования полагают, что предложенная ими модель будет уместна для всестороннего изучения биологии опухолей.

Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти в журнале Biofabrication:
Yu Zhao et al., Three-dimensional printing of Hela cells for cervical tumor model in vitro.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
15.04.2014