Израильские ученые распечатали на 3D-принтере активную раковую опухоль. ВИДЕО

19.08.2021 12:24

3D-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

Отправьте эту страницу друзьям!

Оставьте свой комментарий!

Читайте также:

Наука и технологии
22.11.2020

Значительный прорыв в лечении рака был сделан израильскими учеными

Исследователи Тель-Авивского университета: "Лечение на основе CRISPR уничтожает раковые клетки".
Наука и технологии
15.04.2017

В Израиле изобрели новый метод борьбы с раковыми клетками

Израильские ученые из Тель-Авивского университета представили инновационный способ лечения онкозаболеваний.

Лента новостей:

Израиль
Израиль
6.07.2025

За последние сутки ВВС атаковали 130 целей на территории сектора Газы

Военнослужащие ЦАХАЛа продолжают действовать против террористических организаций по всей территории...
Израиль
6.07.2025

На станции Хоф-ха-Кармель в Хайфе женщина угрожала совершить теракт

Жительница арабской деревни Джата прибыла на железнодорожную станцию Хоф-ха-Кармель...
Израиль
6.07.2025

Шикли назвал проблемным потенциальное соглашение по Газе

По мнению министра по делам диаспоры Амихая Шикли, соглашение позволит ХАМАС восстановиться.
Израиль
2.07.2025

На севере сектора Газы погиб сержант Янив Михалович

В ходе боевых действий на севере сектора Газы погиб сержант Янив Михалович.
В мире
В мире
3.07.2025

Пентагон: ядерная программа Ирана отброшена на два года

Пентагон: совместные удары Израиля и США по ключевым ядерным объектам Ирана задержали реализацию...
В мире
3.07.2025

СМИ: Эр-Рияд отражал иранские атаки на Израиль

Саудовская Аравия приняла участие в перехвате иранских ракет и БПЛА, запущенных в направлении...
В мире
3.07.2025

Саудовский отчет оценивает потери «Хизбаллы» в 6000 человек

Также в докладе говорится, что около 2000 человек дезертировали после...
В мире
2.07.2025

Галь Гадот получила травму на съёмках в Лондоне

Израильская актриса Галь Гадот получила травму во время съемок фильма в Лондоне....
Бизнес
Бизнес
18.03.2025

Брин покупает израильскую компанию Wiz за 32 млрд долл

Компания Alphabet, управляющая Google покупает израильский стартап Wiz, работающий в сфере...
Бизнес
9.01.2025

Израильский хайтек привлёк 4 млрд долл за год

Это более чем в два раза превышает показатель предыдущего года.
Бизнес
24.12.2024

Израильский туризм: теперь на подъем или дальше в пропасть?

Во время войны самый сильный экономический удар пришелся именно по туристической отрасли и в первую очередь...
Бизнес
17.07.2024

Edwards Lifescience покупает израильский медицинский стартап за 300 млн долл

Стартап разработал более безопасную микроинвазивную технологию лечения заболеваний митрального...
Наука и технологии
Наука и технологии
29.04.2025

Израильские ученые научили ИИ читать электрокардиограммы и разъяснять диагноз

Ученые Хайфского Техниона научили ИИ читать электрокардиограммы и разъяснять диагноз врачу.
Медицина
Медицина
15.06.2025

Обновленный режим работы медучреждений больничной кассы «Меухедет»

В связи с ситуацией в сфере безопасности и в соответствии с указаниями Министерства здравоохранения, в воскресенье...
Медицина
29.05.2025

В Израиле впервые пересадили искусственное сердце

В Израиле проведена успешная операция по трансплантации искусственного сердца.
Медицина
29.04.2025

Мобильная клиника: комплексное обследование для женщин рядом с домом

Около 140 женщин прошли обследование в передвижной клинике женского здоровья «Меухедет» в Гиватайме...
Медицина
31.03.2025

Коалиция не поддержала новоназначенного руководителя ШАБАК

"Замена человека с мировоззрением с Каплан другим человеком с похожим мировоззрением не решает проблему, а лишь увековечивает...
Деньги
Деньги
5.06.2025

Израиль продал вооружений на рекордные 14,8 млрд долл

Экспорт оборонной продукции Израиля в 2024 году составил рекордные $14,8 млрд.
Деньги
3.04.2025

Пошлины Трампа: последствия для Израиля

Надежда правительства Израиля на то, что отмена последних остававшихся пошлин на американскую сельхозпродукцию позволит избежать введения американских...
Деньги
1.04.2025

Израиль отменил все пошлины на импорт из США

Израиль отменил все таможенные пошлины на товары, импортируемые из США
Культура
Культура
27.04.2025

Празднуем День независимости в сердце страны: фестиваль в парке Нахаль Кане, Самария

В предстоящий День независимости (1 мая) Региональный совет Шомрон и Еврейский национальный фонд (ККЛ)...
Культура
9.04.2025

Спилберг возглавил список богатейших селебрити от Forbes

Режиссер Стивен Спилберг возглавил список богатейших знаменитостей мира по версии журнала Forbes.
Культура
19.03.2025

На Аллее славы Голливуда появилась звезда Галь Гадот

Израильская актриса Галь Гадот стала обладательницей именной звезды на Аллее славы в Голливуде.
Публицистика
Публицистика
15.06.2025
 Авраам Шмулевич

Иранский фейк: «Парния Аббаси»

Сейчас в интернете разгоняется информация о молодой иранской поэтессе...
Публицистика
15.06.2025
 Арик Эльман

Необходимо довести аятолл до отчаяния

"Перед лицом такого звериного, низкого коварства мы не имеем права...
Публицистика
14.06.2025
 Сурен Карапетов

Пару слов о «компетентности» российских, турецких и прочих «военспецов»

"Комментируя операцию Израиля против ядерной программы Ирана, пикейные жилеты...
Публицистика
13.06.2025
 Аркадий Красильщиков

Цель Ирана — не Израиль

Ирану сегодня мешают Израиль и евреи точно так же, как мешал народ Торы Гитлеру и нацистам в прошлом веке.
Публицистика
13.06.2025
 Алекс Тарн

Иран перестанет быть нашей проблемой лишь после смены режима

Сейчас главное - не захлебнуться слюной. Эта опасность реальней, чем иранские ракеты. Надо бы повременить...
Репатриация
Репатриация
30.03.2025

Как сегодня работают частные ульпаны в Израиле?

В конце 2024 года многие новые репатрианты столкнулись с проблемой: Министерство алии и интеграции временно остановило программу «Ваучер» по изучению...
Репатриация
30.12.2024

Образование для детей, волонтерство для родителей: новый проект «Масы» и НААЛЕ

Организация "Маса", основанная ЕА "Сохнут" и правительством Израиля, уже 21 год содействует участию молодежи из разных стран в...
Репатриация
4.09.2024

Новым гендиректором организации «Маса» стал Меир Хольц

Генеральным директором программы «Маса» назначен г-н Меир Хольц. Хольц, до недавнего времени, занимал должность гендиректора организации...
Юмор
Юмор
9.08.2021

Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»‎

После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
Юмор
30.01.2021
 Борис Прусский

Лимерика

Израильский певец и музыкант Борис Прусский посвятил шуточное стихотворение инаугурации...
Юмор
16.07.2020

Наши резервы

Мне совершенно не мешает ходить "оборванцем". И вот я вышел из дома в своем обычном виде по делам на угол Бегин-Каплан. В разгар...
Юмор
27.05.2020

Проверка Бузагло

"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."
Юмор
16.05.2020

Ограбление

Охана, владелец фирмы "Мойдодыр", совсем было собирался закрыть свой магазин, когда в помещение внезапно ворвался подозрительный тип с закрытым...