致死的な脳腫瘍が初めて研究室で3Dプリントされる

致死的な脳腫瘍が初めて研究室で3Dプリントされる
2021年8月23日、アンタークティックベアは、テルアビブ大学の科学者が脳腫瘍モデルの3Dバイオプリントに成功し、これまでで最も完全な実験室で培養されたモデルを形成したことを知りました。

研究者らは、腫瘍に血液を供給する血管を含め、脳に似た環境で神経膠芽腫を印刷した。研究者らは、これはこれまでで最も完全な腫瘍と周辺組織の複製であり、治療法の開発に役立つ画期的な成果だと述べている。現在、この研究論文は Science Advances に掲載されています。


神経膠芽腫はまれですが、特に恐ろしい病気です。脳または脳幹で急速に増殖し、治癒不可能で、ほとんどの場合に致命的です。

この癌は非常に悪性であるため、治療には化学療法と放射線療法が必要になることが多く、患者は病状が重すぎてこれらの治療を完了できないことがよくあります。


神経膠芽腫の組織は、この癌のさらなる研究を目的として、患者から摘出された腫瘍から抽出され、培養されます。 「これは通常、ペトリ皿で行われますが、これは非常に便利なツールですが、限界もあります」とテルアビブ大学のがん研究者でナノ科学者のロニット・サッチ・ファイナロ氏は言う。

以前の研究で、彼女と彼女のチームは、脳内で神経膠芽腫の癌細胞が中枢神経系で最も顕著な免疫細胞であるミクログリアと遭遇したときに生成されるP-セレクチンと呼ばれるタンパク質を発見した。

このタンパク質は、ミクログリア細胞を刺激して、膠芽腫に対抗するのではなく、膠芽腫を支援するように作用させます。これは、人々にとって壊滅的な結果です。

「このタンパク質は手術中に除去された腫瘍で発見されたが、私たちの研究室の2Dプラスチック皿で培養された神経膠芽腫細胞では発見されなかった。」

「その理由は、がんは他のすべての組織と同様に、プラスチック表面上では人体とはまったく異なる挙動を示すからです。実験薬の約90%は臨床段階で失敗します。研究室での成功を患者で再現できないからです。」

そこで科学者チームがこの制限を回避する方法を見つけようとしたのは、患者の神経膠芽腫細胞、星状細胞、ミクログリアから作られた神経膠芽腫バイオインクでした。血管を形成する細胞種でコーティングされた取り外し可能なバイオインクを使用することで、モデルに機能的な血液供給も提供しました。

各神経膠芽腫モデルは、患者由来の細胞外マトリックスのハイドロゲルをベースにしたバイオリアクターで 3D プリントされました。

「脳の物理的、機械的特性は、皮膚、乳房、骨などの他の臓器とは異なります」とサッチ・ファイナロ氏は言う。「乳房組織は主に脂肪でできており、骨組織は主にカルシウムでできています。各組織には独自の特性があり、それが癌細胞の行動や薬剤への反応に影響します。同じプラスチック表面であらゆる種類の癌を増殖させるのは、臨床現場を最もよくシミュレートしているとは言えません。」

その後、研究チームはP-セレクチンを使用してモデルをテストしました。 P-セレクチン阻害剤は、ペトリ皿で培養された神経膠芽腫、ならびに3Dプリントモデルおよび動物モデルに導入されました。培養皿では、未処理の対照と比較して、成長や細胞の移動に変化は観察されませんでした。

3D プリントモデルと動物モデルの両方において、P-セレクチン阻害剤は未処理の対照と比較して成長速度を遅くしました。

「この実験は、潜在的に効果のある薬が、単に2Dモデルでのテストに失敗したというだけの理由で臨床に至らない理由、またその逆、つまり研究室では驚くほど効果的だと思われていた薬が、最終的に臨床試験で失敗する理由を私たちに教えてくれる」とサイッチ・ファイナロ氏は語った。



腫瘍、生物学

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