Cercetătorii au folosit vase de sânge artificiale pentru a accelera testarea tratamentelor pentru cancer
Cercetătorii au aplicat o nouă tehnologie pentru a obține modele de tumori cerebrale mortale. Noua abordare ar putea elimina într-o zi necesitatea testelor medicale pe animale și ar putea accelera testarea tratamentelor pentru cancer.
Glioblastomul este un cancer cerebral cu rezultate foarte slabe în ceea ce privește supraviețuirea. Majoritatea tratamentelor nu pot traversa bariera hemato-encefalică, ceea ce înseamnă că, spre deosebire de alte tipuri de cancer, nu există prea multe terapii disponibile pentru tumorile cerebrale.
O tehnologie de ultimă oră dezvoltată la Universitatea din Cincinnati își propune să schimbe acest lucru.
Cercetătorii americxani au folosit tehnologia de bioimprimare 3D pentru a crea vase de sânge artificiale care pot fi utilizate pentru a testa noi medicamente personalizate și pentru a studia de ce glioblastomul este atât de rezistent.
„Scopul nostru este de a dezvolta modele care pot fi utilizate pentru a obține noi informații despre mecanismul care promovează regenerarea tumorală și rezistența la medicamente, permițând testarea de noi terapii”, a declarat Riccardo Barrile, profesor asistent de inginerie biomedicală în cadrul Colegiului de Inginerie și Științe Aplicate al UC.
Studiul a fost publicat în revista Advanced Healthcare Materials.
Organe pe un cip
Tehnologia organ-on-chip/organe pe un cip (OOC) este o abordare inovatoare care reproduce structurile și funcțiile organelor umane pe platforme microfluidice, oferind perspective detaliate asupra proceselor fiziologice complicate. Această tehnologie oferă avantaje unice față de modelele convenționale in vitro și in vivo și, prin urmare, are potențialul de a deveni noul standard pentru cercetarea biomedicală și screeningul medicamentelor.
Sistemele OOC sunt instrumente de testare formate din culturi de celule microfluidice care imită activitatea, mecanica și răspunsul fiziologic al unui organ sau al unui sistem de organe.
Startup-urile de biotehnologie lucrează la evoluția acestor sisteme, intenționând să înlocuiască testarea pe animale din procesul de dezvoltare a noilor medicamente. Mai mult, deoarece aceste sisteme folosesc celule umane, răspunsul farmacocinetic este de așteptat să fie mai asemănător rezultatelor care s-ar obține la testări efectuate pe pacienți umani decât celor pentru care testele se fac pe animale.
Glioblastomul este cea mai agresivă formă de tumoră cerebrală primară. Este de obicei letală”, a precizat Barrile. „Este o boală teribilă”, spune el.
Medicii prescriu de obicei chimioterapie în combinație cu îndepărtarea chirurgicală a tumorilor și radioterapie, dar glioblastomul este rezilient și, de obicei, devine rezistent la medicamente în timp.
„Aceste tumori sun dificil de vizat”, a precizat cercetătorul. „Ele sunt infiltrate strategic în părțile sănătoase ale țesutului cerebral”.
Primele „organe pe un cip” au fost realizate în urmă cu mai puțin de 20 de ani. Este un domeniu foarte promițător în ceea ce privește dezvoltarea medicamentelor, dar suntem abia la început, a explicat Barrile.
Folosind tehnologia standard, fabricarea organelor pe un cip poate dura luni de zile. Dar Barrile și studenții săi pot utiliza bioimprimarea 3D pentru a crea vase de sânge sintetice personalizate mult mai rapid pentru fiecare pacient.
„Matrițele sunt generate folosind tehnici clasice de fabricație. Poate dura de la săptămâni la luni pentru a genera un prototip. Abordarea noastră prin imprimare 3D durează doar câteva ore”, a spus el.
Iar acest lucru deschide o lume de posibilități de cercetare și tratament, a spus el.
De asemenea, Barrile a spus că organele tradiționale pe cip folosesc materiale din siliciu. Dar medicamentele necesare pentru tratarea glioblastomului sunt medicamente cu molecule mici – atât demici încât pot fi absorbite cu ușurință în forma de siliciu în locul țesutului în care sunt necesare.
„Nu folosim materiale din siliciu, ci hidrogeluri microfluidice. Acesta este un avantaj, deoarece dispozitivele din silicon epuizează eficacitatea medicamentului. Moleculele dispar pur și simplu în cadru”, a spus el.
Organele pe cip ar putea elimina într-o zi necesitatea testelor medicale pe animale, a spus Barrile.
Crearea de terapii personalizate
Autorul principal, Sirjana Pun, doctorand în inginerie biomedicală la UC, a declarat că dispozitivele OOCau un mare potențial pentru avansarea dezvoltării de noi terapii.
„Tratamentele existente pentru glioblastom urmează o abordare unică, care s-a dovedit ineficientă în îmbunătățirea semnificativă a supraviețuirii pacienților. Sistemul nostru poate fi utilizat pentru a crea modele de boală personalizate, permițând testarea de noi terapii adaptate nevoilor unice ale fiecărui pacient”, a spus ea.
Cercetătorii au colaborat cu echipe de la Universitatea din Carolina de Nord și de la Universitatea din Bordeaux din Franța.
„Lucrăm împreună cu alți oameni de știință din mediul academic, industrie și agenții de reglementare pentru a stimula adoptarea acestei tehnologii cu ideea pe termen lung de a înlocui modelele animale și de a oferi metode alternative pentru testarea medicamentelor”, a precizat Barrile.
Ce sunt organele pe cipuri?
La sfârșitul anilor 1990, s-a descoperit o modalitate de a stratifica polimeri elastici pentru a controla și a examina fluidele la nivel microscopic. Este ceea ce a lansat domeniul microfluidicii, care, pentru științele biomedicale, implică utilizarea dispozitivelor care pot imita fluxul dinamic al fluidelor din organism, cum ar fi sângele.
Progresele în microfluidică au oferit cercetătorilor o platformă pentru a cultiva celule care funcționează similar modului în care ar funcționa în corpul uman: așa-numitele organe-pe-cip – organs-on-chip (OOC). Cipul este, practic, dispozitivul microfluidic care încapsulează celulele și, de obicei, este realizat cu aceeași tehnologie care se folosește pentru fabricarea cipurilor de computer.
Pe lângă faptul că organele pe cip imită fluxul sanguin din organism, aceste platforme au microcamere care permit cercetătorilor să integreze mai multe tipuri de celule pentru a imita gama variată de tipuri de celule prezente în mod normal într-un organ. Fluxul fluidului conectează aceste tipuri de celule multiple, permițând cercetătorilor să studieze modul în care interacționează între ele[1].
[1] https://longevitymagazine.ro/cipuri-care-inlocuiesc-sisteme-de-organe-umane/
Niciun comentariu!
Poți adăuga unul pentru a porni o conversație.