Израильские ученые распечатали на 3D-принтере активную раковую опухоль. ВИДЕО
19.08.2021 12:243D-биопечать моделей рака может быть эффективной в быстром, надежном и воспроизводимом прогнозировании его лечения.
Научное достижение исследователей из Тель-Авивского университета - им впервые удалось распечатать целиком на 3D-принтере активную и жизнеспособную опухоль глиобластомы.
Трехмерная биораспечатка опухоли включает сложную систему сосудовидных трубок, по которым могут двигаться клетки крови и лекарственные препараты, позволяя имитировать процессы в настоящей опухоли.
Исследование возглавила профессор Ронит Сатчи-Файнаро (медицинский факультет Тель-Авивского университета и школа неврологии, директор Исследовательского центра биологии рака, руководитель лаборатории исследований рака и наномедицины и Инициативы 3D-биопечати для исследования рака). Новая технология была разработана аспирантом Леной Нойфельд вместе с другими исследователями лаборатории проф. Сатчи-Файнаро: Эйламом Эйни, Ноа Райзман, Яэлью Штилерман, д-ром Диклой Бен-Шушан, Сабиной Поцци, д-ром Галией Тирам, д-ром Анат Эльдар-Бук и д-ром Ширан Фарбер.
3D-модели с биопечатью основаны на биопсиях пациентов, взятых непосредственно из операционных в отделении нейрохирургии Тель-Авивского медицинского центра "Сураски" (Ихилов). Результаты нового исследования опубликованы в важном научном журнале Science Advances.
«Глиобластома - это самый смертоносный рак центральной нервной системы, на который приходится большинство злокачественных новообразований головного мозга», - говорит проф. Сатчи-Файнаро. «В предыдущем исследовании мы определили белок под названием P-Selectin, вырабатываемый, когда раковые клетки глиобластомы сталкиваются с микроглией - клетками иммунной системы мозга. Мы обнаружили, что этот белок отвечает за сбой в микроглии, заставляя ее клетки поддерживать, а не уничтожать смертоносные раковые клетки, способствуя тем самым распространению рака. Тем не менее, мы идентифицировали белок в опухолях, удаленных во время операции, но не в клетках глиобластомы, выращенных на двухмерных пластиковых чашках Петри в нашей лаборатории. Дело в том, что раковые опухоли, как и другие ткани организма, по-разному ведут себя на пластиковой поверхности и в теле человека. Примерно 90% всех экспериментальных препаратов терпят неудачу на клинических стадиях. потому что успех, достигнутый в лаборатории, не повторяется на пациентах».
Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа под руководством проф. Сатчи-Файнаро и аспирант Лена Нойфельд, получившая престижную "стипендию Дана Давида", создали биораспечатку первой трехмерной модели опухоли глиобластомы, которая включает трехмерную раковую ткань, окруженную взаимодействующей с ней внеклеточной средой и функциональными кровеносными сосудами.
«Дело не только в раковых клетках», - объясняет профессор Сатчи-Файнаро. "Это также клетки микросреды в головном мозге; астроциты, микроглия и кровеносные сосуды, связанные с системой микропотоков, доставляющей такие вещества, как клетки крови и лекарства, к аналогу опухоли. Каждая модель печатается в биореакторе, который мы спроектировали, используя гидрогель, воспроизведенный из внеклеточного материала реального пациента. Нужно помнить, что физические и механические свойства мозга отличаются от свойств других органов, таких как кожа, грудь, или кости. Ткань груди состоит в основном из жира, костная ткань - из кальция; каждая ткань имеет свои собственные свойства, которые влияют на поведение раковых клеток и их реакцию на лекарства. Выращивание всех типов рака на идентичных пластиковых поверхностях не является оптимальным моделированием клинических условий".
Успешно отпечатав 3D-опухоль, профессор Сачи-Файнаро и ее коллеги продемонстрировали, что в отличие от чашек Петри, 3D-биопечать моделей рака может быть эффективной в быстром, надежном и воспроизводимом прогнозировании подходящего лечения конкретного пациента.
«Мы доказали тремя разными способами, что наша 3D-модель лучше подходит для прогнозирования эффективности лечения, поиска объектов для терапии и разработки лекарств. Во-первых, мы протестировали в культурах глиобластомы в чашках Петри вещество, которое ингибирует недавно обнаруженный нами белок P-Selectin, и не обнаружили никакого лечебного эффекта. А вот на моделях животных и на моделях трехмерной биопечати, которые сверхэкспрессируют этот белок, мы добились задержки роста и распространения глиобластомы путем блокирования P-Selectin.
Этот эксперимент показал, как потенциально эффективные лекарства не доходят до клинических испытаний, потому что не проходят испытание на 2D-моделях, и почему лекарства, показавшие феноменальный успех в лаборатории, терпят неудачу в клинических испытаниях.
Кроме того, совместно с лабораторией доктора Асафа Мади с отделения патологии медицинского факультета Тель-Авивского университета мы провели генетическое секвенирование раковых клеток, выращенных в 3D-биопечати, и сравнили их с раковыми клетками, выращенными в чашке Петри и такими же клетками, взятыми у пациента. Оказалось, что опухоли, созданные на 3D-биопечати, гораздо больше похожи на "естественные" клетки глиобластомы, полученные от пациентов, а клетки, выращенные на двухмерном пластике, со временем меняются и теряют всякое сходство с раковыми клетками в образце опухоли головного мозга пациента.
Третье доказательство было получено путем измерения скорости роста опухоли. Глиобластома - агрессивное заболевание, отчасти потому, что оно непредсказуемо: когда раковые клетки из одного и того же источника вводятся разным животным, у некоторых из них рак не развивается вообще, а других поражает очень быстро. Мы, люди. тоже можем дожить до глубокой старости, даже не подозревая, что и у нас есть такие "спящие" опухоли. А вот на чашке в лаборатории все опухоли растут и распространяются с одинаковой скоростью. В нашей "распечатанной" опухоли скорости распространения раковых клеток аналогичны тому широкому спектру, который мы наблюдаем у пациентов или на животных».
По словам проф. Сатчи-Файнаро, такой новаторский подход позволит разрабатывать новые лекарства и находить новые клетки-мишени для этих лекарств гораздо быстрее, чем сегодня, а в будущем упростит персонализированное лечение рака.
«Если мы возьмем образец ткани пациента вместе с его внеклеточным материалом, мы сможем распечатать из этого образца 100 крошечных опухолей и протестировать множество различных препаратов в различных комбинациях, чтобы найти оптимальное лечение для этого конкретного пациента. С другой стороны, мы можем протестировать на 3D-биопринте разнообразные химические соединения и понять, какое из них наиболее перспективно для дальнейшей разработки потенциального лекарства.
Пожалуй, самым захватывающие возможности открываются теперь для поиска новых белков-мишеней и поддающихся лечению генов в раковых клетках - очень сложная задача, когда опухоль находится внутри мозга. Наша разработка открывает беспрецедентный доступ без ограничений по времени к трехмерным опухолям, лучше, чем сегодня, имитирующим клинический сценарий».
Исследование финансировалось Фондом Морриса Кана, Европейским исследовательским советом (ERC), Израильским фондом исследований рака (ICRF), Израильской онкологической ассоциацией и Израильским научным фондом (ISF), а также Check Point Software Technologies LTD.
Источник: MFA
Фото: Пресс-служба Тель-Авивского университета
Читайте также:
Израильские ученые разоблачили «двойных агентов» в иммунной системе, помогающих распространению рака
Исследователи Тель-Авивского университета...Израильская оптическая технология ускорит диагноз меланомы
Оптический анализ в инфракрасном диапазоне позволяет выделять злокачественные новообразования на коже....Значительный прорыв в лечении рака был сделан израильскими учеными
Исследователи Тель-Авивского университета: "Лечение на основе CRISPR уничтожает раковые клетки".Израильские ученые: ожирение повышает риск заболевания колоректальным раком
Исследование проводили в течение 23 летВ Израиле изобрели новый метод борьбы с раковыми клетками
Израильские ученые из Тель-Авивского университета представили инновационный способ лечения онкозаболеваний.Лента новостей:
Боевики ХАМАСа взяли на себя ответственность за обстрел Верхней Галилеи из Ливана
ХАМАС взял на себя ответственность за ракетный обстрел Верхней Галилеи...В Израиле опасаются, что вердикт ICC приведет к всплеску антисемитизма во всем мире
В Израиле готовятся у тому, что уже на этой неделе Международный уголовный...Le Monde: Франция сократила экспорт оружия в Израиль
Франция приостановила экспорт некоторых видов вооружений в Израиль с начала войны против ХАМАСа.Израильтяне завоевали три медали на соревнованиях по джиу-джитсу в Париже
Израильская сборная по джиу-джитсу удостоилась трех медалей на Grand Prix Paris Open 2024.Итамар Бен-Гвир выписан из больницы после ДТП
Министр Итамар Бен-Гвир был выписан из больницы после несчастного случая.В Гайд-парке «спрятали» мемориал жертвам Холокоста
Подобный способ борьбы с вандализмом возмутил местную еврейскую общину.Продюсер Харви Вайнштейн попал в больницу после отмены приговора
"Он в очень плохом состоянии. Ему необходима физическая помощь. Серьезные проблемы...Конгрессмены: за финансированием антиизраильских групп в США стоит Китай
Американские конгрессмены обнаружили в деятельности антиизраильских активистских групп китайский...Пропалестинские протесты в вузах США: аресты в Техасе и Калифорнии, протесты в Гарварде и MIT
За последние сутки пропалестинские "лагеря протеста" были созданы на территории нескольких...После ракетного удара: новая угроза со стороны Ирана
Иранские СМИ: Иран скоро получит от России первую группу самолетов, включающую 24 Су-35Е.Сэм Олтман признан самым влиятельным евреем
Глава компании OpenAI, разработавшей ChatGPT, Сэм Олтман, признан самым влиятельным евреем мира по версии израильской газеты...Amazon инвестирует 7,2 млрд долларов в Израиль и запускает облачный сервис AWS
Компания Amazon заявила во вторник, 1 августа, что планирует инвестировать около 7,2 млрд долларов до...Intel инвестирует 25 млрд долл в завод в Израиле
Intel построит новый завод в Израиле стоимостью 25 миллиардов долларов, заявил в воскресенье премьер-министр Биньямин Нетаниягу,...Uber уходит из Израиля
Компания Uber, год назад запустившая сервис по заказу такси в Израиле, покидает израильский рынок.Как репатрианту открыть бизнес в Израиле — советы бухгалтера
Получив гражданство, многие предприимчивые люди не ищут работу,...Рождаемость падает во всем мире, но в Израиле сложилась уникальная ситуация
Исследование: демографическая ситуация в Израиле резко отличается...Система ПВО SPYDER All in One прошла успешные испытания, заявляет Rafael
Конфигурация, получившая название SPYDER All in One, включает в себя...Четвертый ракетный корвет «Саар-6» введен в строй. Видео
Четвертый корвет "Саар-6" введен в строй и готов к выполнению боевых задач в Средиземном море и в Красном море.Начался отбор в научные олимпийские сборные Израиля
Министерство просвещения и Центр ученых будущего начинает процесс формирования нового состава школьных олимпийских научных...Израиль инвестирует миллионы, чтобы помочь ИИ понимать иврит и арабский язык
Израиль инвестирует около 30 миллионов шекелей в улучшение способности ИИ понимать иврит...Погибший в Газе старшина после смерти спас пятерых израильтян
Старшина Сиван Вейль, боец бригады коммандос подразделения «Эгоз», был смертельно ранен...В Израиль прибыла делегация врачей из Украины на стажировку в сфере реабилитации зрения
Вчера, на фоне продолжительной войны на Ближнем Востоке...Вступили в силу две крупные реформы на рынке страхования здоровья
Все, кто приобрел страховой полис на покрытие операций в Израиле начиная...Реформа получения медицинских услуг в Израиле: лечение - в любой больнице
Согласно положениям реформы, каждому пациенту будет предложено...Новый штамм COVID-19 обнаружен в Израиле
Новый штамм произошел от «Омикрона», который привел к повышению уровня заболеваемости...«Битуах Леуми» обанкротится на восемь лет раньше, чем ожидалось
Ожидается, что «Битуах Леуми» придет к банкротству на восемь лет раньше, чем прогнозировалось...Moody's: рейтинг Израиля понижен до A2, прогноз негативный. Нетаниягу: «Экономика устойчива»
"Понижение рейтинга не связано с экономикой, оно целиком связано с тем, что мы...Банк Израиля понизил учетную ставку на 0,25% до отметки 4,5%
Темпы инфляции продолжают снижаться, и Банк Израиля прогнозирует достижение запланированных правительством...Денег нет: Минфин требует закрытия шести министерств
Ожидается, что в начале следующей недели Министерство финансов выпустит рекомендацию о закрытии шести “избыточных” министерств...План военного времени принят
Утвержденный план обеспечит компенсацию для предприятий, которые стали нести убытки в результате военных действий.Новый израильский сериал о разведке
Новый сериал компании НОТ «Северный ветер» снял Асаф Беренштейн, режиссер первого сезона знаменитой «Фауды», он же написал сценарий...Мисс Ирак пришла на церемонию вручения премии «Оскар» в платье с именами заложниц ХАМАСа
Сара Идан, мисс Ирак-2017, пришла на вечеринку Элтона Джона по случаю...Для «Евровидения» не одобрили вторую песню Израиля
Европейский вещательный союз (EBU), в конце прошлой недели запретивший израильтянке Эден Голан исполнять на «Евровидении»...Песню Голан не одобрили для «Евровидения»
Представители EBU еще накануне заявили, что текст песни «слишком политический» и не отвечает требованиям конкурса.В Иорданской долине пройдет фестиваль «Зеленая долина»
В преддверии весны пустынные ландшафты Иорданской долины превращаются в зеленые цветущие ковры, а захватывающее...Принцип ограниченной толерантности
"В последнее время как за границами Западной цивилизации, так и в ее...Российские самолеты Су-35 летят в Иран...
20 апреля в иранских средствах массовой...Многие хотят, чтоб мы об этом забыли...
Если мы будем это помнить, несмотря на все их усилия...Свобода никогда не бывает данностью
Кому в голову могло прийти, что в XXI веке нашему...Мы своих не сдаём
Первыми евреев обвинили в ритуальных убийствах еще греки и римляне....Когда началась война, ребята решили остаться в Израиле, несмотря ни на что. Они добровольно начали работать на кухне в Аянот, в рамках проекта организации "Тлалим", каждый день обеспечивая около 500 горячих блюд солдатам на южном фронте.