مدل‌های تومورهای رشدیافته در آزمایشگاه، می‌توانند باعث بهبود سرطان لوزالمعده شوند!

ناتينگهام (انگلستان)، سپتامبر 2021. يک تيم بین‌المللی از دانشمندان، درآزمایشگاه یک مدل سه بعدی از تومور سرطانی لوزالمعده ساختند که ترکیبی از ماتریس مهندسی‌زیستی و سلول‌های گرفته شده از بیمار است (سلول‌هایی که می‌توانند جهت بهبود و آزمایش درمان‌های هدف استفاده شوند.)
در یک مطالعه جدید که در Nature Communications منتشر شده است، محققان از دانشگاه ناتینگهام، دانشگاه ملکه Mary لندن، دانشگاه Monash  و دانشگاه Jiao Tong شانگهای؛ جزئیات چگونگی ساخت میکرومحیط (Microenviroment) چندسلولی سه بعدی که از سلول‌های گرفته شده از بیمار(جهت بازسازی مسیر رشد تومور در سرطان پانکراس و پاسخ آن به شیمی درمانی) استفاده می‌کنند، را بیان می‌کنند.
درمان سرطان پانکراس بسیار سخت است، خصوصا به علت نبود علائم تا زمان پخش و انتشار سرطان. این سرطان می‌تواند در برابر درمان مقاومت کند و درصد بهبود این نوع سرطان، نسبت به سرطان‌های دیگر کمتر است. تنها 5 الی 10 درصد نجات در پنج سال پس از تشخیص وجود دارد.

این مطالعه توسط Alvaro Mata, D.Eng از دانشگاه ناتینگهام (انگلستان)، Daniela Loessner, Ph.D از دانشگاهMonash  (استرالیا) و Christopher Heeschen, M.D., Ph.D از دانشگاه Jiao Tong (چین) رهبری و انجام شد.

‌David Osuna de la Peña، یک دانشجوی دکتری در گروه Mata و محقق اصلی پروژه، گفت: “دو مانع اصلی در درمان سرطان پانکراس وجود دارد (یک ماتریس بسیار متراکم از پروتئین ها و وجود سلول های بنیادی سرطانی بسیار مقاوم (CSC) که در عود و متاستاز نقش دارند). در مطالعه ما، ما ماتریسی در CSC ها که می‌تواند با سایر سلول‌ها و همدیگر فعل و انفعال داشته باشند طراحی و مهندسی کردیم. همچنین این ماتریس این امکان را ایجاد می کند که درمان های مختلف را به شیوه ای واقعی تر آزمایش کنیم.”

ارتقای مدل‌های سرطانی سه‌ بعدی، جهت مطالعه رشد تومور و پیشروی آن در بدن بیمار و آزمایش پاسخ‌ها به درمان‌های جدید نیاز است. درحال حاضر، 90 درصد درمان‌های موفق سرطان مورد آزمایش قرار گرفته‌اند و در مراحل اولیه آزمایشات پیش‌بالینی رد شدند. کمتر از 5 درصد از داروهای سرطان شناسی در ازمایشات بالینی موفق هستند.

آزمایشات پیش‌بالینی اکثرا به ترکیبی از کشت سلولی دوبعدی و مدل‌های حیوانی برای پیش‌بینی پاسخ به درمان متکی هستند. گرچه کشت‌های سلولی دوبعدی در تقلید از ویژگی‌های کلیدی بافت تومور ناکام هستند و تفاوت‌های بین گونه‌های مختلف می‌تواند منجر به بی‌نتیجه بودن بسیاری از درمان‌های موفق حیوانات، در انسان‌ها باشد.

در نتیجه، مدل‌های آزمایشی سه بعدی جدید سرطان، برای بهتر ایجاد کردن محیط زیست تومور انسانی و ترکیب تفاوت‌های خاص بیمار مورد نیاز است.

خود مونتاژ (Self-assembly) فرایندی است که طی آن سیستم‌های بیولوژیکی چند مولکول و سلول را بطور قابل کنترل در بافت‌های عملکردی جمع می‌کنند. ضمن انجام این فرآیند، این تیم یک ماده زیستی هیدروژل جدید ساخت که از پروتئین‌های متعدد و درعین حال خاص در سرطان لوزالمعده ساخته شده‌است. این مکانیسم شکل‌گیری، امکان ترکیب انواع سلول‌های کلیدی را برای ایجاد محیط‌های بیولوژیکی ایجاد می‎‌کند که می‌تواند ویژگی‌های تومور بیمار را شبیه‌سازی کند.

پروفسور Mata می‌گوید: “استفاده از مدل‌های سرطان انسان در ارتقای درمان‌ها برای بیماری، درحال رایج‌ شدن است. اما مشکل اصلی ورود آنها به کاربردهای بالینی، زمان برگشت است.”

ما یک مدل جامع و قابل تنظیم از درون بدن مجرای لوزالمعده (PDAC) را با جمع‌آوری و سازماندهی اجزای اصلی ماتریس با سلول‌های گرفته شده از بیمار، طراحی و مهندسی کرده‌ایم.
مدل‌ها، رونوشت پروفایل مخصوص هر بیمار، عملکرد CSC و تومورزایی قوی را نشان می‌دهند، و بطور کلی، تهیه‌ی سناریو مرتبط‌ تری نسبت به کِشت‌های میکروبی Organoid و Sphere ارائه می‌دهند. از همه مهم‌تر، واکنش‌های دارویی در کشت‌های خود مونتاژ ما،  بهتر از سایر مدل‌ها بازسازی شد.

وی ادامه داد:” ما معتقدیم این مدل به چشم‌انداز بردن سلول های تومور بیمار به بیمارستان، جای دادن آن ها در مدلمان، پیدا کردن بهترین درمان برای یک سرطان خاص و رساندن آن به بدن بیمار فقط در یک بازه زمانی کوتاه؛ نزدیک می‌شود” اگرچه این دیدگاه برای داروهای ارزشمند برای درمان این بیماری هنوز در راهی دور است، اما این تحقیق گامی در جهن تحقق آن است.

منبع:
stemcellsportal.com/news/lab-grown-tumor-models-could-improve-treatment-pancreatic-cancer