Izraeli kutatóknak a világon elsőként sikerült 3D nyomtató segítségével úgynevezett glioblasztómát nyomtatniuk, amely a rosszindulatú agydaganatok legagresszívabb típusa. .

"A glioblasztóma a központi idegrendszer leghalálosabb rákbetegsége, egyben ez felelős a rosszindulatú agyi elváltozások többségéért" - idézi az Eurekalert Ronit Satchi-Fainarót, a Tel-Avivi Egyetem (TAU) professzorát. Mint az az egyetem közleményében olvasható, a glioblasztómával diagnosztizált betegek átlagos túlélési ideje mindössze 14-15 hónap. Ennek oka, hogy a tumor gyorsan és kiszámíthatatlan módon képes terjedni, így különösen nagy kihívás a kezelése a ma ismert terápiás módszerekkel, legyen szó akár sebészeti beavatkozásról, sugár- vagy kemoterápiáról, illetve egyes célzott terápiákról. Új gyógyszerekkel talán javítani lehetne a betegek esélyeit, csakhogy a laboratóriumi gyógyszerfejlesztési eljárások időigényesek, ráadásul nem is mutatják meg, hogy a kezelés hogyan fog működni egy valódi páciens szervezetében. Éppen ez utóbbi a problémát igyekezett kiküszöbölni Satchi-Fainaro kutatócsapata.

"Egy korábbi tanulmányban azonosítottunk egy fehérjét, a P-szelektint, amely akkor termelődik, amikor a glioblasztóma ráksejtjei találkoznak a mikrogliasejtekkel, az agyi immunrendszer sejtjeivel. Felfedeztük, hogy ez afehérjefelelős a mikrogliasejtek hibás működéséért, arra sarkallva azokat, hogy inkább támogassák, mintsem megtámadják a halálos ráksejteket, ami persze elősegíti a rák terjedését" - magyarázta Satchi-Fainaro. Kifejtette, bár ezt a proteint ki tudták mutatni műtéti úton eltávolított tumorokban, de nem találták nyomát kétdimenziós műanyag petricsészékben növesztett glioblasztómasejtekben. "Ennek oka, hogy a rák, akárcsak minden szövet, másként viselkedik egy műanyagfelületen, mint az emberi szervezetben. Hozzávetőleg a kísérleti gyógyszerek 90 százaléka pedig azért bukik el a klinikai fázisban, mert a laboratóriumban elért sikereket nem tudják reprodukálni élő pácienseknél" - tette hozzá.

Ronit Satchi-Fainaro professzor és Lena Neufeld PhD-hallgató vezetésével a TAU egy kutatócsoportja megalkotott tehát egy 3D nyomtatási eljárást, amivel glioblasztómamodellt tudnak nyomtatni. A tumor háromdimenziós rákszövetet foglal magában, amit extracelluláris mátrix vesz körül. Ez nem más, mint egy, a kötőszöveti sejteket körülvevő, fehérjékből és szénhidrátokból felépülő hálózat, amely vérereken keresztül képes kommunikálni a mikrokörnyezetével. "Ez nem csupán ráksejtek összessége. Ebben megtalálhatóak az agyi mikrokörnyezet sejtjei is: asztrociták, mikrogliasejtek és vérerek a mikrokeringési rendszerhez csatlakozva" - hangsúlyozta Satchi-Fainaro. Kitért rá, azzal, hogy vérerek is helyet kaptak a modellben, lehetővé vált, hogy különböző anyagokat, például vérsejteket vagy gyógyszereket juttassanak el a tumorreplikához.

A személyre szabott kezelés jövője

A háromdimenziós modell kinyomtatását követően a kutatók demonstrálták is, hogy ellentétben a petricsészékben növesztett ráksejtekkel, a 3D nyomtatott modell valóban hatékony segítséget nyújthat ahhoz, hogy gyors, megbízható és megismételhető módon teszteljék rajta, hogy egy adott páciens számára melyik lehet a leginkább megfelelő gyógymód. Első lépésben elvégeztek egy kísérletet a P-szelektin gátlásának hatását vizsgálva. A petricsészés sejtkultúrákban a módszer nem hozott eredményt, állatkísérletek és a 3D-s modellen végzett kísérletek során viszont lassította a glioblasztóma növekedését és terjedését. "A kísérlet megmutatta számunkra, miért jutnak el oly' ritkán potenciálisan hatékony gyógyszerhatóanyagok a klinikai kísérletekig csupán azért, mert elbuknak a petricsészés modellekben, és vice versa: miért buknak el a klinikai kísérleteken az egyébként a laborban fenomenálisan sikeresnek tűnő gyógyszerek" - mutatott rá a professzor.

A TAU patológiai intézetével együttműködve a kutatók genetikai szekvenálást is végeztek a 3D nyomtatott modell ráksejtjein, majd összehasonlították az eredményeket a petricsészében növesztett ráksejtekkel, illetve kórházban kezelt betegek mintáival is. Modelljük e tekintetben is sokkal nagyobb hasonlóságot mutatott a páciensektől levett glioblasztómasejtekkel, mint a petricsészés sejtek, amelyeket a természetestől eltérő műanyagkörnyezet megváltoztatott.

Végezetül a kutatócsapat megmérte a tumor növekedési ütemét is. A glioblasztóma egyik legnagyobb veszélyét ugyanis éppen az jelenti, hogy kiszámíthatatlan. Állati modellekbe ültetve a rák egyes esetekben alvó állapotban marad, míg más esetekben gyors fejlődésnek indul. Márpedig ez embereknél is hasonlóan történik: vannak, akik hosszú életet élnek, és még csak nem is tudják, hogy egy szunnyadó tumor volt az agyukban. "A laboratóriumi petricsészékben minden tumor növekedési és terjedési üteme azonos. A 3D nyomtatott tumorunkban viszont megőriztük a sejtek heterogenitását, így azok fejlődése is hasonló, mint amit emberi pácienseknél vagy állatmodellekben láthatunk" - emelte ki Satchi-Fainaro.

A professzor szerint innovatív megoldásuk éppúgy lehetővé teszi új gyógyszerek kifejlesztését, mint új terápiás célpontok felfedezését - méghozzá gyorsabb ütemben, mint valaha. Reményeik szerint a technológia a jövőben megkönnyíti majd a betegek személyre szabott gyógyszeres kezelését is.

 

• 3D nyomtatás
• tumor
• daganat