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Les Chercheurs développent le système de métastase-sur-un-puce pour avancer l'enquête de cancer, découverte de médicaments

Les Avances en médicament personnalisé permettent à des médecins de sélecter les médicaments les plus prometteurs pour certains types de tumeurs malignes. Est-ce que Mais que si avant d'initier la demande de règlement, ils pourraient aller une phase plus loin et employer un mini-modèle du corps humain pour voir comment la tumeur réelle de chaque patient répond aux médicaments et apprennent si et où la tumeur est susceptibles d'écarter ?

c'est l'idée derrière une invention neuve par des scientifiques à l'Institut du Centre Médical Baptiste de Forêt de Sillage pour le Médicament Régénérateur. En Biotechnologie et Bio-ingénierie de tourillon, les états d'équipe sur son système de « métastase-sur-un-puce » pensé pour être l'un des premiers modèles de laboratoire du cancer écartant d'un tissu 3D à l'autre.

L'équipe de recherche travaille pour développer davantage le système dans les espoirs qu'elle peut un jour être utilisée pour indiquer rapidement la meilleure voie de traiter le cancer d'un patient individuel.

« Nous croyons que le système de métastase-sur-un-puce a le potentiel pour effectuer des avances signicatives dans l'enquête de cancer et découverte de médicaments, » a indiqué Aleks Skardal, Ph.D., auteur important et un professeur adjoint du médicament régénérateur.

La version en cours des modèles de système une tumeur côlorectale écartant du côlon au foie, le site le plus commun de la métastase. Skardal a dit que les versions futures pourraient comprendre les organes supplémentaires, tels que le poumon et la moelle osseuse, qui sont également les sites potentiels de la métastase. L'équipe planification également pour modéliser d'autres types de cancer, tels que le glioblastome mortel de tumeur cérébrale.

Pour produire le système, les chercheurs ont encapsulé les cellules humaines d'intestin et de cancer colorectal à l'intérieur d'un matériau colloïdal biocompatible pour effectuer un mini-organe. Un mini-foie composé de cellules de foie humaines a été effectué de la même manière. Ces organoids ont été mis dans un système de « puce » composé d'un ensemble de microcanaux et de cavités corrodés dans la surface de la puce pour imiter une version simplifiée de l'appareil circulatoire du fuselage. Les cellules tumorales ont été étiquetées avec les molécules fluorescentes ainsi leur activité pourrait être visualisée sous un microscope.

Pour tester si le système pourrait modéliser la métastase, les chercheurs avaient l'habitude la première fois les cellules cancéreuses hautement agressives dans le côlon organoid. Sous le microscope, ils ont vu la tumeur se développer dans le côlon organoid jusqu'à ce que les cellules se soient brisées librement, entré l'appareil circulatoire et alors envahi le tissu de foie, où une autre tumeur a formé et s'est développée. Quand une forme moins agressive de cancer du côlon a été utilisée dans le système, la tumeur n'a pas métastasé, mais prolongé pour se développer dans le côlon.

Pour tester le potentiel du système pour examiner des médicaments, l'équipe a introduit Marimastat®, un médicament employé pour empêcher la métastase dans les patients humains, dans le système et a constaté qu'elle a évité de manière significative le transfert des cellules métastatiques sur une période de dix jours. De Même, l'équipe a également testé 5 le Fluorouracile, un médicament de cancer colorectal commun, qui réduit l'activité métabolique des cellules tumorales.

« Nous les explorons actuel si d'autres médicaments anticancéreux déterminés ont les mêmes effets dans le système qu'ils font dans les patients, » ont dit Skardal. « Si cette barrette peut être validée et augmentée, nous croyons que le système peut être utilisé pour interviewer des candidats de médicament pour des patients comme outil en médicament personnalisé. Si nous pouvons produire les mêmes systèmes modèles, seulement avec des cellules tumorales d'un patient réel, alors de nous croyez que nous pouvons utiliser cette plate-forme pour déterminer le meilleur traitement pour n'importe quel patient individuel. »

Le système donne également aux scientifiques l'opportunité d'étudier le micro-environnement, ou à l'environnement dans lequel la tumeur existe. C'est un centre relativement neuf de cancérologie. Par exemple, les scientifiques ont appris qu'une tumeur « plus raide » était plus susceptible de métastaser, suggérant que la possibilité d'utilisation dope pour modifier les propriétés mécaniques d'une tumeur pour réduire sa probabilité de la propagation.

Le système a le potentiel d'adresser certains des points faibles des méthodes de recherche actuelles. Par exemple, les résultats du 2D traditionnel étudie dans des paraboloïdes de laboratoire ainsi que les études chez les animaux ne s'appliquent pas souvent aux patients humains. Souvent, les candidats apparemment prometteurs de médicament peuvent défaillir quand ils atteignent des études chez l'homme.

Les scientifiques travaillent actuel pour polir leur système. Ils planification pour employer l'impression 3D pour produire des organoids plus assimilés dans le fonctionnement aux organes naturels. Et ils visent à rendre le procédé de la métastase plus réaliste. Quand le cancer s'étend au corps humain, les cellules tumorales doivent traverser des vaisseaux sanguins pour entrer dans la vapeur de sang et pour atteindre d'autres organes. Les scientifiques planification pour ajouter un barrage des cellules endothéliales, les cellules qui rayent des vaisseaux sanguins, au modèle.

« Nous essayons de le rendre aussi réaliste que nous pouvons, » avons dit Skardal.

Ce concept de modéliser les procédés de fuselage à un niveau miniature est rendu possible à cause des avances en technologies de bureau d'études et de micro-fluidique de micro-tissu. Il est assimilé aux avances dans l'industrie électronique possible en miniaturisant l'électronique sur une puce.

Source : Centre Médical de Baptiste de Forêt de Sillage