研究人員采用生物3D打印技術，用于治療乳腺癌腫瘤的“開創(chuàng)性”方案

2022年10月20日，南極熊獲悉，賓夕法尼亞州立大學的研究人員，成功地對乳腺癌腫瘤進行了3D生物打印并對它進行了治療，該技術的發(fā)展皆在加速治療藥物的研發(fā)。

△電子顯微鏡顯示乳腺癌細胞（青色）受到 T 細胞（紅色）的攻擊，T 細胞被設計用于識別癌細胞

該大學表示，這是科學上的第一次，未來，將為精確制造腫瘤模型奠定基礎。研究人員認為，這一進展將使人們不再采用“體內(nèi)”或“動物”實驗的抗癌療法成為可能。

△Ibrahim Ozbolat領導著一個專門從事3D打印的實驗室，創(chuàng)建一系列用于研究人類健康方向的生物組織

一種臨床測試平臺
該大學工程科學和力學、生物醫(yī)學工程和神經(jīng)外科教授、該研究的作者Ibrahim Ozbolat說：“這將幫助我們了解人類免疫細胞，是如何與實體腫瘤相互作用的。我們開發(fā)了一種工具可作為臨床測試平臺，它可以安全、準確地評估實驗療法。它也是免疫學家和生物學家了解腫瘤如何生長、如何與人類細胞相互作用，以及它如何在體內(nèi)轉(zhuǎn)移和擴散的平臺�！�

研究人員使用了一種名為 "吸氣輔助生物打印 "的新技術，在3D中精確定位腫瘤并創(chuàng)建組織。然后，該組織被塑造成一個帶有血管的多尺度乳腺腫瘤模型，他們發(fā)現(xiàn)該模型對化療和基于細胞的免疫治療劑有反應。

△生物3D打印技術的發(fā)展，可加速治療藥物的研發(fā)

測試生物3D乳腺癌腫瘤
為了驗證腫瘤模型的準確性，該團隊采用多柔比星治療，這是一種常用于治療乳腺癌的蒽環(huán)類化療藥物。在發(fā)現(xiàn)生物打印的腫瘤對化療有反應后，與Jackson實驗室的免疫學家Derya Unutmaz博士合作，在該腫瘤上測試了一種基于細胞的免疫治療方法。

研究人員使用了通過基因編輯設計的人類細胞CAR-T，以識別和對抗一種侵略性的乳腺癌細胞。CAR-T細胞在腫瘤中循環(huán)了72小時，之后研究人員發(fā)現(xiàn)，帶有生物圖譜的腫瘤細胞產(chǎn)生了積極的免疫反應，正在對抗癌細胞。

Ozbolat說：“我們的模型是由人類細胞制成的，但我們制作的是一個非常簡化的人體版本。因為，存在于原生微環(huán)境中的許多細節(jié)，是我們無法復制的，所以，我們的目標是在復雜中求簡單。我們希望對這些系統(tǒng)的工作方式有一個基本的了解，而且我們需要簡化生長過程，因為我們沒有時間等待腫瘤在自然速度下生長。”

△該研究已發(fā)表在英國皇家物理學會，題目為“3D乳腺癌模型的生物制造，用于剖析表達工程化MAIT細胞受體的人類T細胞的毒性反應”（傳送門）

該研究成果的核心關鍵點
*研究人員成功打印并治療了3D生物打印的乳腺癌腫瘤；
*該研究為腫瘤模型的精確制造奠定了基礎；
*這一進步，可以在不使用體內(nèi)實驗的情況下，實現(xiàn)未來抗癌療法的研究和開發(fā)。

據(jù)Ozbolat說，盡管癌癥治療取得了顯著的進展，但現(xiàn)階段存在的問題，缺乏用于實驗性抗癌藥物的臨床研究平臺。因為，依靠傳統(tǒng)臨床試驗來測試治療的有效性，限制了抗癌療法的商業(yè)化發(fā)展。Ozbolat還認為，開發(fā)生物打印模型，可以為理解腫瘤微環(huán)境和人體免疫系統(tǒng)的“開創(chuàng)性”研究打開新大門。

Ozbolat和他的同事，現(xiàn)在正在進行進一步臨床研究，從實際乳腺癌患者身上切除腫瘤，將把免疫治療劑應用于患者衍生的腫瘤內(nèi)，以觀察它們的反應。

"Ozbolat說：“這是了解疾病復雜性的重要一步，如果我們要開發(fā)針對癌癥的新型療法和靶向療法，這一點至關重要�！�

2022年8月，賓夕法尼亞州立大學的一個研究小組，開發(fā)了一種顆粒狀水凝膠生物墨水，據(jù)說，可以擴大組織生物打印的可能性，該小組的一名主要成員因這項工作被評為先進材料的 "新星"。