Anonim

3D-trykte levende tumorer gjør en bedre modell for kreftforskning

3D-utskrift

Heidi Hoopes

29. april 2014

2 bilder

3D-utskrift tillater forskere å lage modeller av svulstvev som mer nøyaktig replikerer svulster som finnes hos mennesker

Medisinsk forskning er bare like god som modellen, enten du bruker ett dyr til å stå inn for en annen, eller lage in vitro- replikaer av vev og organer. Et forskningslaboratorium ved Drexel University som spesialiserer seg på biofabrication, brukte nylig 3D-utskrift for å lage modeller av svulstvev som mer nøyaktig replikerer ekte svulster enn tradisjonell 2D vevskultur. Å bruke verktøy på denne måten kan føre til en bedre forståelse av hvordan tumorer vokser, og viktigere, hvordan de dør.

Det er allerede kjent at svulster i kroppen varierer fra laboratorievokset vev i mengden overflateareal, cellens form og cellesammensetning. Når potensielle kreftmedisiner screenes på disse laboratoriekulturer, er de kunstige cellene mindre resistente mot rusmidler, noe som fører til falske forhåpninger og unøyaktige opplysninger.

Dr. Wei Suns forskning analyserte først de beste teknikkene for deponering av både Hela-celler (en kjent stamme kjent som ansvarlig part for livmorhalskreft) og en støttematrise som ligner proteiner som ville bli funnet rundt tumorceller i en organisme . Da sammenlignet laget hvordan kjemoresistant den resulterende svulsten var i forhold til en 2D vevskultur av de samme celler.

Betingelsene for 3D-utskrift, hovedsakelig varme og mekanisk kraft, er begge skadelige for levende celler, så en hjertelig linje av celler ble valgt for den første testen til prosessen kunne finjusteres for fremtidige cellelinjer.

Imidlertid er det også nødvendig med varme for en riktig viskositet av fibrin-, alginat- og gelatinkombinasjonen som brukes til å etterligne støtteproteinene der celler naturlig vokser. For varmt, og kreftcellene dør; For kaldt og for mye kraft kreves for å ekstrudere den gelatinøse blandingen, og cellene dør. Å adressere disse problemene tillot forskerne å vise seg oppmerksomhet til utskriftsprosessen.

Utskriftsceller gjør det mulig for forskere å etterligne naturlige vekstmønstre. Kanaler i den trykte strukturen letter transport av oksygen, næringsstoffer og avfall, som ligner på naturlige vev. Etter åtte dager med vekst var 90 prosent av cellene fortsatt i live og vevet hadde organisert seg i en sfæroid av celler, med stramme celleforbindelser, hvor 2D-kulturer inneholder celler som er flate og langstrakte. De tredimensjonerte trykte cellene spredes også i høyere grad, i likhet med hvordan tumorceller naturlig vokser.

Fluorescens markerte svulst sfæroider åtte dager etter å ha blitt skrevet ut, hvor blå representerer cellen og den grønne de ekstracellulære materialer

Etter å ha vist at prosessen ville fungere for å skape levedyktig og levende vev, var neste trinn enda viktigere: vurdere om det var en mer autentisk modell for testing av kreftmedisiner. I tester med paklitaksel var svulstesfærene mer kjemisk resistente enn 2D-vevene, i samsvar med forventningene fra naturlig forekommende tumorer.

Fremtidige planer for forskning inkluderer utskrift med flere typer celler, som ligner på svulster fjernet fra mennesker, og innebygning av trykte celler på andre trykte vev for ytterligere å simulere hvordan tumorer virkelig vokser.

I 2002 opprettet Sun en 3D-skriver, slik at hans biofabrication-lab kunne lage vevsprøver og benstillasjer. Nylig har vi sett forskere skrive ut en skallle, så vel som et erstatnings øre ut av brusk celler.

Forskningen ble opprinnelig publisert i Biofabrication . I videoen nedenfor kan du se Suns multi-dyse skriver som viser deponering av flere biologiske stoffer.

Kilde: Drexel University

3D-utskrift tillater forskere å lage modeller av svulstvev som mer nøyaktig replikerer svulster som finnes hos mennesker

Fluorescens markerte svulst sfæroider åtte dager etter å ha blitt skrevet ut, hvor blå representerer cellen og den grønne de ekstracellulære materialer

Anbefalt Redaksjonens