Međunarodni tim interdisciplinarnih istraživača uspešno je kreirao metod za bolje 3D modeliranje složenih karcinoma. Tim sa Univerziteta u Vaterlou kombinovao je najsavremenije tehnike bioštampe sa sintetičkim strukturama ili mikrofluidnim čipovima. Metoda će pomoći laboratorijskim istraživačima da preciznije razumeju heterogene tumore: tumore sa više od jedne vrste ćelija raka, često dispergovanih u nepredvidivim obrascima.
Istraživanje, „Kontrolisana heterogenost tumora u sistemu ko-kulture pomoću 3D bio-štampanog modela tumor-na-čipu,” pojavljuje se u naučnim izveštajima.
Tradicionalno, lekari bi biopsirali tumor pacijenta, ekstrahovali ćelije, a zatim ih uzgajali u ravnim petrijevim posudama u laboratoriji. „Tokom 50 godina, biolozi su ovako razumeli tumore“, rekao je Nafiseh Mogimi, postdoktorski istraživač primenjene matematike i glavni autor studije. „Ali pre deset godina, ponovljeni neuspesi lečenja u ispitivanjima na ljudima naterali su naučnike da shvate da 2D model ne hvata stvarnu strukturu tumora unutar tela.
Istraživanje tima bavi se ovim problemom stvaranjem 3D modela koji ne samo da odražava složenost tumora, već i simulira njegovo okruženje.
Istraživanje koje se odvijalo u Laboratoriji za matematičku medicinu pod nadzorom profesora primenjene matematike Mohameda Kohandela objedinilo je napredak iz nekoliko disciplina. „Mi stvaramo nešto što je veoma, veoma novo u Kanadi. Možda samo nekoliko laboratorija radi nešto što je približno ovom istraživanju“, rekao je Mogimi.
Prvo, tim je napravio polimerne „mikrofluidne čipove“: male strukture urezane kanalima koji oponašaju protok krvi i druge tečnosti koje okružuju tumor pacijenta.
Zatim, tim je uzgajao više vrsta ćelija raka i suspendovao ove ćelijske kulture u sopstvenom prilagođenom biomastilu: koktelu želatina, alginata i drugih hranljivih materija dizajniranih da održavaju kulture ćelija u životu.
Konačno, koristili su ekstruzioni bioštampač – uređaj koji podseća na 3D štampač, ali za organski materijal – da sloje različite tipove ćelija raka na pripremljene mikrofluidne čipove.
Rezultat je živi, trodimenzionalni model složenih karcinoma koji naučnici zatim mogu koristiti za testiranje različitih načina lečenja, kao što su različiti lekovi za hemoterapiju.
Moghimi i njen tim posebno su zainteresovani za kreiranje složenih modela raka dojke. Posle raka kože, rak dojke je najčešći rak koji se dijagnostikuje kod žena.
Rak dojke je posebno težak za lečenje jer se javlja kao složeni tumori koji sadrže više tipova ćelija kada metastazira. Oslanjanje na ćelije iz jedne ili dve biopsije da bi tačno predstavile ceo tumor može dovesti do neefikasnih planova lečenja i loših ishoda.
3D štampani modeli tumora ilustruju kako nova tehnologija omogućava brže, jeftinije i manje bolne tretmane za ozbiljna stanja poput raka dojke u kasnoj fazi.
