3Dバイオプリントされたin vitroモデルは癌治療薬を改善する可能性がある

出典: 未知の大陸

ミネソタ大学の研究者たちは、がん細胞と治療法を研究するためのより正確なモデルを作成するために 3D バイオプリンティングを使用しています。細胞を観察する従来の方法は、組織サンプルを 2 枚のガラススライドの間に挟み、顕微鏡で観察することです。ガラススライドによってすべてが同じ平面上に保たれるため、顕微鏡の単一の焦点距離で広範囲の細胞活動をはっきりと観察できます。あるいは、顕微鏡を平らなペトリ皿の上に直接置いて、その表面にあるサンプルを観察することもできます。どちらのアプローチにも同じ欠点があります。それは、作成される 2D 環境が、私たちの体内に存在する自然な 3D 環境を正確に再現しないということです。したがって、培養皿の中の細胞は、私たちの体内の 3D 環境とは異なる動作をします。

しかし、3D バイオプリンティングでは 3D 環境を再現し、その環境内で細胞や薬剤を正確に配置できるため、人体のより正確なシミュレーションが可能になり、細胞が通常どおりに動作できるようになります。「抗がん剤と細胞療法の両方の試験はミネソタ大学が世界に名を馳せているコンセプトであり、このモデルによって私たちはこうした革新の最前線に立ち続けることができる」とミネソタ大学医学部の放射線治療腫瘍学教授ダニエル・バレラ氏は語った。「このようなモデルは、血管と薬剤の関係について非常に重要な答えを導き出す可能性があります。また、このモデルはモジュール式なので、要素を追加してより複雑にしたり、患者自身の腫瘍細胞をこのモデルで使用することもできます。」

薬の効能は、研究室で観察される細胞活動と私たちの体内の細胞の活動を一致させることにかかっており、正確なモデルがこの一致を達成するための鍵となります。ミネソタ大学医学部の副学部長兼小児科研究教授であり、3Dバイオプリンティング施設のディレクターでもあるアンジェラ・パノスカルシス・モルタリ氏は、「このモデルは人体で起こっていることとより一致しているため、このレベルで薬物が人体細胞に与える影響を研究することで、結果はより有意義になり、人体で何が起こるかをより予測できるようになります」と説明した。

こうした環境を製作するために必要な材料と形状を扱えるのは 3D プリントだけです。理工学部の機械工学准教授である Michael McAlpine 氏は次のように説明しています。「これらすべては、当社のカスタム構築された 3D プリント技術によって可能になりました。この技術により、細胞クラスターと化学ライブラリを 3D 環境内に正確に配置できます。」

理工学部のポスドク研究員であるファンベン・メン氏は、3Dバイオプリンターで作成された勾配についてさらに詳しく説明し、「このモデルが成功した理由の1つは、環境をより適切に制御できることです。化学伝達物質をゆっくりと放出し、化学勾配を作成することができます。これにより、細胞は時間の経過とともに、生体内で起こると予想されるのと同じように動作します。」と述べています。腫瘍は勾配に沿って広がるため、研究室で腫瘍を同様に動作させることは非常に重要です。

最近、研究者たちは、タンパク質が他のタンパク質とどのように結合するかをより視覚的に理解しやすくするために、タンパク質のモデルを 3D プリントしました。多くの場合、3D プリントは、以前は 2 次元に限定されていたものの 3D バージョンを作成するために使用されます。

出典: 未知の大陸

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