科学家成功开发出重建肝癌的类器官

发布日期:2018-02-13

  肝癌是全球引发癌症患者死亡的主要原因之一,目前缺少经过批准的疗法;开发有效治疗肝癌药物的主要挑战就是当前的肿瘤模型并不能准确反映出人类机体肿瘤及肿瘤周围环境的特性,这常常就会使得很多潜在的药物在临床检测中失效;为了更加准确地模仿这些特性,研究人员开发出了名为人源性肿瘤异种移植物(PDX)的肝癌模型,尽管这些模型能够提供人类机体中有效潜在癌症药物如何发挥作用的具体信息,但这些药物比较昂贵,而且开发过程比较耗时,在培养基中培养这些PDX癌症细胞用于药物筛选的花费也较高,目前研究人员对这些细胞的尝试往往并不能够反映3-D肿瘤的结构以及肿瘤微环境的情况。

  近日,一项刊登在国际杂志Biomaterials上的研究报告中,来自新加坡A*STAR研究所的科学家们就通过研究设计出了一种新方法来生长PDX肝癌细胞用于药物筛选和检测;这种方法主要包括在由植物性多孔水凝胶制造的合成型3-D支架上生长细胞,随后研究人员利用优化的生化和机械特性对海绵支架进行工程化设计,来帮助肝癌细胞维持合适的形状和功能,并使其生长地像类器官一样。

  当类器官生长一周至三周时,研究者就发现,类器官中的肝癌细胞能够存活并且繁殖,肝癌细胞通常会包含正常肝脏细胞所没有的特殊遗传改变,随后研究者对来自14名肝癌患者中移取的PDX中的类器官进行工程化操作,大部分的类器官都能保持PDX源头细胞中相同的遗传改变,同时还能维持内部的肿瘤异质性,这就能够有效区分相同肿瘤组织中的肝癌细胞群,同时也会影响其对疗法的反应,这一特征的存在就是药物筛选的另一个优势,即类器官拥有超越传统细胞培养的优势。

  如今研究人员发现,工程化的类器官具有重要的价值,另外一个吸引人的优势就在于包含类器官的3-D支架的尺寸较小,仅有100微米;研究人员就能轻松将其置于96孔板中,用来进行高通量药物筛选,还能同时进行药物检测;通过这种技术,一种PDX模型就能用来产生数十到数百个这样的特殊支架,结合能够描述原始肝脏肿瘤的遗传特性和异质性,这些模型或许就有可能彻底改变肝癌药物的筛选和发展。

  最后研究者Toh表示,拥有一种可靠的平台来生长来自肝癌患者的癌细胞是如今个体化疗法开发向前迈进的重要一步,而且如今我们还能用来增加进行药物敏感性试验的通量;这种海绵支架能够维持正常的肝脏细胞生长,同时其还能保持用于药物检测的肝癌的重要特性,这或许就有望根据患者肝癌细胞的药物检测结果来帮其选择最佳的疗法。

来源:生物谷