科学者らが長期生存可能な腫瘍モデルを3Dバイオプリントし、次世代の薬物試験への新たな道を切り開く

この投稿は warrior bear によって 2023-10-31 21:24 に最後に編集されました

2023年10月31日、アンタークティックベアは、フランスの新興企業CTIBiotechとブルガリアのプロヴディフ医科大学の科学者が、バイオテクノロジー企業トランスジーンの協力を得て、3Dバイオプリンティング技術を使用してバイオニック腫瘍モデルを作成し、人体内での癌の成長と進化の仕方を模倣し、実際の人間に対する試験への依存をなくしたことを知りました。この成果は、ヒトの癌の医学研究における画期的な出来事となる。

この研究は、大腸がんの基礎研究と臨床研究の最新進歩に関する医学雑誌「Cancers MDPI」の特別号に、「腫瘍溶解性ウイルスのスクリーニングメカニズムとしての3Dバイオプリンティングによる世界初の長期大腸がんモデル」と題して掲載された。

関連論文リンク: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37835418/
がん治療の課題を理解する<br /> 大腸がん、つまり結腸がんは、世界中で大きな健康問題となっています。統計によると、毎年180万人以上がこの致命的な病気と診断されています。さらに、世界保健機関（WHO）は、2030年までに最大1,200万人がさまざまな種類の癌で死亡する可能性があると予測しています。
効果的な治療法を早急に見つける必要があることを考えると、現在の医薬品開発のアプローチは完璧には程遠いものです。有望な薬剤の多くは、研究室では効果があるように見えても、実際の人間での試験では失敗するケースが多々あります。このような矛盾は、実験室の管理された環境では人体の複雑さを捉えることができないため、頻繁に発生します。薬がペトリ皿から患者に移されると、代謝、免疫反応、他の物質との相互作用、予期しない副作用などの要因によって薬の有効性が変化する可能性があります。これは、潜在的な治療法が現実世界で成功する可能性を高めるために、より現実的な薬物試験モデルを開発する必要性を強調しています。
この問題に対処するために、研究チームは 3D バイオプリンティング技術の可能性を探り始めました。この場合、科学者は実際の大腸がんの挙動を模倣する微小腫瘍（人体の実際の腫瘍を模倣した生物学的モデル）を作成しました。
科学者たちは、手術を受けた患者から提供されたサンプルを使用して、これらの3D癌モデルを印刷する方法の開発に成功しました。その後、研究者らはモデルを1日から5か月間の期間培養した。バイオプリントモデルは記録的な期間にわたって生存し、癌が時間の経過とともにどのように進化し、治療に反応するかを研究する絶好の機会であることが証明されました。
この研究の深さは、これらのバイオプリントモデルの可能性を浮き彫りにしています。研究者らは、このアプローチは、ヒト化モデルが将来の化学療法や細胞治療戦略において果たす重要な役割を実証していると述べている。これらの 3D バイオプリントされた大腸がん腫瘍は、体外で生存できただけでなく、実験室環境で自己複製することもできました。この開発により、基本的な化学療法だけでなく高度な治療戦略もスクリーニングできる費用対効果の高いシステムが提供され、最終的には患者の治療費が削減され、世界中のがん治療に対するより幅広いサポートが提供されるようになります。
次世代の治療法<br /> 研究者らはバイオインクを使用し、患者の腫瘍から採取した細胞を栄養素と成長促進物質を豊富に含む溶液と混合した。その後、研究者らは患者の腫瘍を正確に再現した構造を3Dプリントした。これは、一貫性のない結果を生み出すことが多かった以前の方法に比べて、大幅な改善です。
これらのバイオプリントモデルの作成が成功したことは、科学者にとって喜ばしいことであるだけでなく、個別化医療の未来への扉を開くものでもあります。これらのモデルを通じて、医師や研究者は各患者に合わせた最も効果的な治療法を決定することができます。
△バイオプリンティングは現在、個別化医療プロセスの重要な部分であり、薬物スクリーニング用の組織の作成において明確な役割を果たしています。画像提供：CTIBiotech。
最先端の科学者の視点
CTIBiotech の最高科学責任者兼創設者であるコリン・マクガッキン氏は、この研究の可能性を強調し、次のように述べています。「CTIBiotech は 10 年にわたり、組織工学と 3D バイオプリンティングの分野で革新を続け、人々の健康に貢献してきました。バイオミメティック腫瘍モデルを使用して薬剤を開発することは、次世代のがん治療にとって非常に重要です。」
再生医療の教授でがん研究の専門家であるマクガッキン氏はソーシャルメディア上で、将来がん患者を治療するより良い方法は、個別化医療で患者を毎日追跡し、隠れたがんを治療することだと述べた。彼はまた、バイオプリンティングを活用した高度な癌研究と、腫瘍溶解性ウイルス（OV）戦略（OVは癌細胞を特異的に標的にして殺し、正常細胞にはほとんど影響を与えないウイルス）を使用した治療法の進歩を支援することの重要性も強調した。
△患者の腫瘍の特徴と、その結果印刷された腫瘍モデル。画像提供：CTIBiotech 一方、トランスジーンのエリック・クエマー氏とプロヴディフ医科大学のビクトリア・サラフィアン教授は、これらのモデルが現在のアプローチの限界を克服し、精密治療と医薬品開発のための有望な戦略を提示していることを強調しました。
トランスジーンのエグゼクティブバイスプレジデント兼最高科学責任者であるクエメヌール氏は次のように付け加えた。「患者由来の腫瘍様材料は、当社の前臨床特性評価プロセスの不可欠な要素となり、現在の腫瘍溶解性ウイルスの in vitro および in vivo モデルにおけるいくつかの重要な制限を克服しました。転移性大腸癌細胞の 3D バイオプリンティングにおける最近の成果により、腫瘍特性の進化と治療微小環境の長期追跡が可能になります。より具体的には、このステップは、より代表的な腫瘍表現型の複雑性と多様性をモデル化するために重要であり、将来に向けたより優れた治療戦略の開発に役立つでしょう。」
3D バイオプリントされた癌モデルは大きな可能性を秘めている<br /> この研究の重要性はいくら強調してもし過ぎることはない。この共同作業の総合的な取り組みにより、効果的ながん治療法の開発を加速させる可能性を秘めた強力なプラットフォームが誕生しました。
つまり、これらのバイオプリントされた微小腫瘍は、科学界にとって非常にリアルな練習用ダミーと考えることができます。これらは、新薬をテストするための現実世界に近い環境を提供し、有望な候補薬が人間の臨床試験で成功する可能性を高めます。
CTIBiotech が注目を集めたのは今回が初めてではありません。同社はまた、再生医療、医薬品開発、皮膚化粧品業界での使用を目的とした機能的なヒト組織を生産するためのバイオプリンティング技術の活用の先駆者でもあります。創業者のマクガッキン氏とニコ・フォラズ氏は、数十年にわたる癌研究を基に、小型腫瘍を開発するためのバイオプリンティング技術を完成させ、その技術と組織モデルが医薬品開発プラットフォームと予測医療を改善できることを期待している。バイオプリンティングが進化し続ける中、CTIBiotech はヨーロッパにおけるバイオプリンティングの最前線に立ち、革新的な可能性を実証し続けています。

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