應(yīng)對(duì)肺癌藥物開(kāi)發(fā)的挑戰(zhàn)

目前的研究通常依賴(lài)于二維細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物模型，但它們?cè)趶?fù)制體內(nèi)腫瘤和人類(lèi)生理學(xué)的復(fù)雜性方面存在不足。這導(dǎo)致藥物轉(zhuǎn)化用于臨床的過(guò)程中失敗率很高。在經(jīng)過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)的候選藥物中，超過(guò)92%的候選藥物對(duì)人類(lèi)治療無(wú)效，而在臨床試驗(yàn)期間的抗癌候選藥物中，這一比例增至驚人的97%。

柏林工業(yè)大學(xué)的Jens Kurreck教授及其團(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)到這一迫切需求，并明確了尋找篩選和測(cè)試肺癌新藥替代方法的重要性。為了促進(jìn)新的有效藥物的發(fā)現(xiàn)，該團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向生物打印，以開(kāi)發(fā)人類(lèi)癌癥模型，該模型將能夠在與現(xiàn)實(shí)世界條件非常相似的背景下研究藥物的有效性。

“動(dòng)物模型和人類(lèi)之間的疾病病因及其潛在機(jī)制存在巨大差異。這正是為何我們認(rèn)為擁有人體器官模型至關(guān)重要，而生物打印使我們能夠高精度地制造這些模型?！?— Jens Kurreck 教授

3D生物打印能夠創(chuàng)建具有可定制設(shè)計(jì)的高度生理相關(guān)的3D模型，整合各種人體細(xì)胞并調(diào)整細(xì)胞外環(huán)境的剛度。在該項(xiàng)目中，生物打印的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是能夠包含模擬血管等血管結(jié)構(gòu)的通道。

血管化在確保人造器官模型緊密模仿自然組織生理學(xué)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。血管負(fù)責(zé)執(zhí)行供應(yīng)氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和清除廢物等重要任務(wù)，而所有這些對(duì)于組織和器官的功能至關(guān)重要。當(dāng)缺乏灌注時(shí)，細(xì)胞會(huì)壞死。生物打印在應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)方面對(duì)3D模型的開(kāi)發(fā)做出了重大貢獻(xiàn)。

雖然該團(tuán)隊(duì)考慮了擠出式生物打印，但Z終他們選擇在研究項(xiàng)目中使用CELLINK的LUMEN X 光固化（DLP）生物打印機(jī)。這一決定受到生物打印機(jī)高分辨率功能和GelMA有效化學(xué)交聯(lián)的影響，使得團(tuán)隊(duì)能夠創(chuàng)建高度精確且異常穩(wěn)定的血管結(jié)構(gòu)。

該團(tuán)隊(duì)使用由甲基丙烯酸明膠（GelMA）和NSCLC（非小細(xì)胞肺癌）細(xì)胞系H358組成的生物墨水，通過(guò)DLP生物打印技術(shù)制作了第一個(gè)肺癌模型。打印后，該模型表現(xiàn)出了穩(wěn)定性和高韌性，與人類(lèi)腫瘤的情況相一致，因?yàn)槿祟?lèi)腫瘤通常具有較高的組織硬度。此外，該模型配置有入口和出口，能夠建立可灌注系統(tǒng)，促進(jìn)通過(guò)蠕動(dòng)泵輸送營(yíng)養(yǎng)物和氧氣。這種設(shè)置可以用于比較在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下培養(yǎng)的3D模型。

利用3D生物打印模型重新定義藥物測(cè)試

該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是在灌注生物打印的器官模型中開(kāi)始測(cè)試藥物庫(kù)，以便能夠選擇新的藥物。此外，他們希望結(jié)合各種細(xì)胞類(lèi)型，這一直是 DLP 生物打印的限制，直到Z近在 BIONOVA X 上發(fā)布的“高級(jí)模式”。另一個(gè)可以通過(guò)多材料 DLP 打印實(shí)現(xiàn)的重要步驟是區(qū)分候選藥物是否對(duì)癌細(xì)胞具有高特異性毒性，而對(duì)健康細(xì)胞沒(méi)有高特異性毒性。

Cellink 唯一認(rèn)證的中國(guó)授權(quán)經(jīng)銷(xiāo)商：

Gaia China Co.,Ltd.

電話(huà)：13818732961/18201779599

郵箱：info@gaiachina.com.cn

網(wǎng)址：http://www.gaiachina.com.cn/

地址：上海市閔行區(qū)七莘路108廣場(chǎng)南樓2705室