Ученые из Японии создали «опухоль на чипе», чтобы революционизировать тестирование лекарств от рака
Команда ученых из Киотского университета (Япония) разработала новую технологию – «опухоль на чипе». С помощью этого устройства можно будет культивировать раковые клетки in vitro и имитировать условия, которые свойственны человеческому организму. Таким образом, по словам авторов исследования, опубликованного в журнале Biomaterials (Nashimoto et al., Vascularized cancer on a chip: The effect of perfusion on growth and drug delivery of tumor spheroid), появится возможность воссоздать трехмерную структуру клетки и испытывать потенциальные противораковые препараты с большей точностью. Кроме того, метод обещает значительно упростить этот процесс.
«Потенциальные соединения тестируются с использованием животных моделей и клеток, культивируемых в чашке Петри. Однако эти результаты часто не отражают биологических особенностей организма человека, – объясняет один из авторов работы Юджи Нашимото. – Кроме того, клеткам, выращенным в чашке, не хватает трехмерной структуры и кровеносных сосудов или сосудистой сети, которые поддерживают ее жизнедеятельность. Мы же придумали, как создать устройство, которое решает эти проблемы».
Революционное устройство по размерам сопоставимо с обычной монетой, но имеет «лунку» диаметром в один миллиметр в центре, от которой отходит множество микроканалов размером не более 100 нанометров. Суть в том, что опухолевые клетки помещаются в центральную лунку, а клетки, которые выстраивают кровеносные сосуды, располагаются вдоль каналов. В течение нескольких дней сосуды питают, они растут, развиваются и закрепляются.
Органоид опухоли с сосудистой сетью (рисунок из статьи в Biomaterials).
«Такая перфузируемая (пропускающая кровь – прим. ред.) сосудистая сеть позволяет вводить питательные вещества и лекарства и имитировать микросреду организма. Это помогает нам получать более четкую картину соединений для лечения рака», – добавляет Нашимото.
Эксперименты продемонстрировали важность роли кровотока в сетке сосудов: тестируемый противоопухолевый препарат в малых дозах оказался действеннее в статических условиях, а когда он попадал в кровоток, в который по микроканалам поступали питательные вещества, его эффективность снижалась.
«Мы предполагаем, что при низких дозах польза от поставки питательных веществ перевешивает действие противоопухолевого лекарства. <…> Мы надеемся, что новое устройство, благодаря его размерам и эффективности, поможет ускорить тестирование бесчисленного множества новых перспективных препаратов. Хотя остается еще много вопросов, мы показали, что трехмерное перфузирование клеточной культуры жизненно важно для следующего шага в открытии лекарств», – сказал глава исследования Рюдзи Йококава.
Мария Азарова, Naked Science
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
