Článek
Stačí několik snímků z magnetické rezonance (MRI) nebo výpočetní tomografie (CT), 3D biotiskárna a za pár hodin vědci vytvoří skořápku ze syntetického polymeru, tu následně na Univerzitě v Tel Avivu napustí krví, tzv. gliovými, ale i rakovinnými buňkami – a dokonalá replika toho nejčastějšího a zároveň nejvíc agresivního nádoru, který postihuje mozek a míchu člověka, glioblastomu, je na světě.
„Co jsme vytvořili, je model nádoru glioblastomu z 3D tiskárny, který má rozličné typy buněk, takže nejenom ty rakovinné, ale také další, které sídlí v mozku, včetně cév. Jimi posíláme a testujeme různé druhy léků i imunitní buňky, což znamená bílé krvinky stejného pacienta, kterému odebíráme vzorek nádoru,“ vysvětluje Ronit Satchi-Fainarová, vedoucí týmu a studie, profesorka farmakologie na Sacklerově lékařské fakultě při Univerzitě v Tel Avivu.
Díky tomu, že trojrozměrně vytištěný model s vlastními červenými, ale i bílými a také rakovinnými buňkami podle Izraelců lépe simuluje rychlost růstu a chování tumoru u každého pacienta, očekávají díky technologii také zlepšení v testování léčby, ale i vývoji nových léků na rakovinu mozku a míchy.
„Objevili jsme, že zpomalení malé molekuly vykázalo stejné výsledky v našem 3D modelu i u pacientů. Jakmile se však buňky pěstují ve 2D kulturách, jako na Petriho miskách, žádný takový účinek jsme neviděli, což podtrhuje významnost našeho výzkumu v predikování klinického scénáře,“ dodává Lena Neunfeildová, chemická inženýrka spolupracující na projektu.
Životnost dva měsíce, za dva týdny lék
Trojrozměrně vytištěné nádory udržují izraelští vědci při životě nanejvýš dva měsíce. Testování různých léků, dokud nenajdou ten nejvhodnější pro konkrétního pacienta, jim však prý trvá dva týdny.
Nejen, že tím výrazně urychlí predikci té nejlepší léčby, současně ale předejdou tomu, že 90 procent léků testovaných pouze v laboratorních podmínkách skončí v koši jako neefektivní a jejich skutečný přínos přitom ani nemusí být odhalen.
„Tady vidíme cévy, a co vidíme jako zelené, to jsou buňky nádoru obklopující cévy. Uvnitř cév můžeme vidět buňky v červené barvě, které v ní staví buňky na podporu cév, včetně buněk z mikroprostředí jako imunitní buňky uvnitř mozku,“ doplňuje Eilam Yeini, doktorand farmakologie na Sacklerově lékařské fakultě při Univerzitě v Tel Avivu.
Kvůli anonymitě jsou výsledky neprůkazné
Výzkumu se zúčastnilo 80 pacientů a jeho výsledky publikoval uznávaný vědecký časopis Science Advances. A to i přesto, že kvůli zachování anonymity účastníků studie bohužel tým vědců zatím není schopný potvrdit opravdovou účinnost metody.
Pacienty, kterým na základě reakcí 3D repliky jejich glioblastomu podali nejlepší možné léky, nebudou moci dál kontaktovat ohledně potvrzení výsledků. Izraelci teď proto také začínají s další studií, tentokrát s otevřeným hodnocením. Ať už však budou výsledky jakékoli, vedoucí týmu zůstává optimistická.
„Tohle je jedna z nejžhavějších oblastí na poli výzkumu, ve výzkumu rakoviny, ale i náhrad orgánů. Má to stejnou logiku. Jediný rozdíl je, že vytváření orgánů vyžaduje, abyste je pak vrátili do těla, my samozřejmě neplánujeme vracet rakovinné tkáně do pacienta, ale použít je pro odhalení a pochopení mechanismu, které povedou k novým cílům a novým léků a také k monitorování pro personalizovanou léčbu, aby terapie seděla konkrétnímu pacientovi,“ popisuje další využití technologie vedoucí výzkumu Ronit Satchi-Fainarová.
Chvála a nadšení v lékařské obci
Lékařská obec, zvlášť z Velké Británie, výzkum zatím chválí s tím, že otevírá nové možnosti pozorování chování nádorů i testování léků jinak než v Petriho miskách či přímo na pacientech.
„Nové druhy léčby rakoviny mozku potřebujeme. Tohle je velmi zajímavý vývoj a umožní nám testovat nové léky v laboratoři ještě předtím, než je budeme zkoušet u pacientů,“ vítá novinku skupina Glioblastoma Research Group na University College London.
„Mohlo by nám to pomoci pochopit, jak se nádory chovají, přičemž to může zároveň být i alternativní nástroj pro další zavedené techniky. Jako u všech modelů nádorů i tady budou některé limity a nezbývá než čekat, jaký vliv to bude mít na zlepšení stavu pacientů,“ dodává britská charitativní organizace zabývající se výzkumem a osvětou o rakovině Cancer Research UK.
„Mikroprostředí nádoru se skládá z rakovinných buněk, buněk pojivových tkání a škály imunitních buněk, což je složení lišící se pacient od pacienta. Pochopení interakcí mezi těmito všemi komponenty je klíčové pro zlepšení a vývoj nových léčebných strategií,“ přidává se s komentářem oddělení Univerzity v Tel Avivu pro výzkum mozku Sagol School of Neuroscience.
„Model mozkového nádoru z 3D biotiskárny profesorky Satchi-Fainarové nabízí vynikající platformu pro studování ‚komunikace‘ mezi těmito částmi, dynamickým systémem s průtokovou sítí cév ideální pro preklinické testování léků,“ dodává fakulta.
Vědci z Univerzity v Tel Avivu zkoumají využití 3D biotiskáren pro tyto účely už pět let a různé druhy léčby takto testovali na modelech už deseti odlišných typů rakoviny.
Kvůli publikování studie se teď však soustředili hlavně na glioblastom. Do financování výzkumu se vedle izraelských fondů, asociací a nadací pro výzkum rakoviny zapojil také fond Evropské unie pro vědu a výzkum.
