全新的3D模型更好地反映胶质母细胞瘤的肿瘤微环境

【字体: 时间:2022年08月05日 来源:生物通

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  弗吉尼亚理工大学的研究人员近日开发出一种新型的3D组织工程模型,以反映胶质母细胞瘤的肿瘤微环境。这种模型可以帮助人们了解肿瘤复发的原因,以及哪种疗法能够最有效地根除它们。

  

弗吉尼亚理工大学的研究人员近日开发出一种新型的3D组织工程模型,以反映胶质母细胞瘤的肿瘤微环境。这种模型可以帮助人们了解肿瘤复发的原因,以及哪种疗法能够最有效地根除它们。

胶质母细胞瘤(GBM)是神经系统中最常见也是恶性程度最高的肿瘤。据统计,我国每年约有45,000例新发胶质母细胞瘤患者。作为预后最差的恶性肿瘤之一,疾病往往在手术后复发,而化疗和放疗的益处有限。大约一半的患者在15个月内死亡。

弗吉尼亚理工大学Fralin生物医学研究所的研究团队开发出全新的胶质母细胞瘤模型,为鉴定癌症标志物和开发治疗方法打下了基础。这项成果于近日发表在《npj Precision Oncology》杂志上。

通讯作者、Fralin生物医学研究所的副教授Jennifer Munson表示:“我们的最终目标是开发出一种个性化的治疗方法,其中我们采集患者的肿瘤样本,在培养皿中构建该肿瘤的模型,以此来测试药物,并告诉医生哪种治疗方法最有效。”

肿瘤微环境可帮助人们了解胶质母细胞瘤为何难以治疗。尽管肿瘤可以切除,但肿瘤细胞往往会侵入周围组织,使其产生耐药性,从而导致癌症复发。“我们希望尽可能地模仿这种环境, 因为这就是以后使用药物治疗或其他后续治疗的环境,”Munson谈道。

研究人员使用来源于患者的胶质瘤干细胞以及人类星形胶质细胞和小胶质细胞来建立四组分的3D模型。该模型还考虑了组织中细胞之间和周围的间质流动,已知这会增加肿瘤并加速癌症的扩散。模型中的液体流动还有助于测试治疗药物。

Munson及其团队采用这些模型来测试不同疗法的影响,分析癌细胞如何侵入组织、它们如何增殖、自我更新和分化的能力,以及有多少细胞死亡。他们发现,不同患者的结果存在很大差异,这突出了个性化治疗方法对胶质母细胞瘤的重要性以及重建患者肿瘤微环境的价值。

在六种药物的筛选过程中,他们发现干性标志物CD71的体外表达可以预测小鼠异种移植物的存活率。他们认为,这种浸润性肿瘤模型有望推动胶质母细胞瘤的精准医疗。

“这个模型可帮助我们回答一些问题,例如我们是否能预测治疗反应?”Munson说。“我们能否看到不同类型的细胞如何促进肿瘤细胞的行为,或我们能否更好地了解这种微环境,从而帮助医生更有效地治疗生存机会较低的患者?”

原文检索

Cornelison, R.C., Yuan, J.X., Tate, K.M. et al. A patient-designed tissue-engineered model of the infiltrative glioblastoma microenvironment. npj Precis. Onc. 6, 54 (2022). https://doi.org/10.1038/s41698-022-00290-8

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