획기적인 연구에서 3D 바이오프린트 유방암 종양을 치료합니다. 날짜: 2022년 10월 18일 원천: 펜 스테이트 요약: 연구원들은 전 세계적으로 사망의 주요 원인 중 하나인 질병을 더 잘 이해하기 위한 획기적인 연구에서 3D 바이오프린팅된 유방암 종양을 성공적으로 치료했습니다.
Penn State의 연구원들은 전 세계적으로 사망의 주요 원인 중 하나인 질병을 더 잘 이해하기 위한 획기적인 연구에서 성공적으로 3D 바이오프린팅된 유방암 종양을 치료했습니다.
과학적 최초의 업적은 종양 모델의 정밀 제작을 위한 토대를 마련합니다. 이 발전은 "in vivo" 또는 "in animal" 실험을 사용하지 않고 항암 요법의 미래 연구 및 개발을 가능하게 할 것입니다.
"이것은 인간 면역 세포가 고형 종양과 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 데 도움이 될 것입니다."라고 펜실베니아 주립대학의 공학 및 역학, 생물의학 공학 및 신경외과 교수이자 이 연구의 수석 저자인 Ibrahim Ozbolat가 말했습니다. "우리는 실험 요법을 안전하고 정확하게 평가하기 위한 임상 테스트 플랫폼 역할을 하는 도구를 개발했습니다. 또한 면역학자와 생물학자들이 종양이 어떻게 성장하고 인간 세포와 상호 작용하며 어떻게 전이하는지 이해하기 위한 연구 플랫폼이기도 합니다. 몸에 퍼진다."
Ozbolat의 연구실은 인체 건강에 사용할 다양한 조직을 만들기 위한 3D 프린팅을 전문으로 합니다. 유방암 연구를 돕기 위해 3D 바이오프린팅을 사용하는 연구실의 작업에 대한 두 개의 저널 기사가 최근 Advanced Functional Materials and Biofabrication에 게재되었습니다.
연구자들은 흡인 보조 바이오프린팅(aspiration-assisted bioprinting)이라는 비교적 새로운 기술을 사용하여 3차원에서 종양을 정확하게 찾고 조직을 생성했습니다. 그런 다음 연구원들은 조직을 혈관이 있는 다중 규모의 혈관화된 유방 종양 모델로 형성했으며, 이 모델은 화학 요법 및 세포 기반 면역 요법에 반응한다는 것을 발견했습니다.
연구팀은 먼저 유방암 치료에 일반적으로 사용되는 안트라사이클린 기반 화학요법 약물인 독소루비신으로 종양 모델을 치료하여 종양 모델의 정확성을 검증했습니다. 바이오프린팅된 종양이 화학요법에 반응한다는 것을 발견한 연구자들은 잭슨 연구소의 면역학자인 Dr. Derya Unutmaz와 공동으로 종양에 대한 세포 기반 면역치료법을 테스트했습니다.
연구자들은 공격적인 형태의 유방암 세포를 인식하고 싸우기 위해 유전자 편집을 통해 조작된 인간 CAR-T 세포를 사용했습니다. 편집된 CAR-T 세포를 종양을 통해 순환시킨 72시간 후, 연구자들은 바이오프린팅된 종양 내의 세포가 긍정적인 면역 반응을 생성하고 암세포와 싸우고 있다는 것을 발견했습니다.
"우리 모델은 인간 세포로 만들어졌지만 우리가 만드는 것은 인체의 매우 단순화된 버전입니다."라고 Ozbolat가 말했습니다. "기본 미세 환경에는 복제할 수 없거나 복제를 고려조차 할 수 없는 많은 세부 사항이 있습니다. 우리는 복잡성 내에서 단순성을 목표로 하고 있습니다. 우리는 이러한 시스템이 작동하는 방식에 대한 근본적인 이해를 원합니다. 종양이 자연스러운 속도로 성장할 때까지 기다릴 시간이 없기 때문에 성장 과정을 간소화해야 합니다."
오즈볼랏은 암 치료의 눈부신 발전에도 불구하고 실험적인 항암제 연구를 위한 전임상 플랫폼이 부족하다고 설명했다. 치료의 효능을 테스트하기 위해 임상 시험에 의존해야 하는 것은 궁극적으로 항암 치료제의 성공적인 임상 번역을 제한한다고 그는 말했습니다. 바이오프린팅된 모델의 개발은 종양 미세 환경과 신체의 면역 반응을 이해하는 완전히 새로운 방법의 문을 열 수 있습니다.
"면역 요법은 이미 혈액 악성 종양에 대한 유망한 치료법으로 나타났습니다."라고 Ozbolat는 말했습니다. "기본적으로 환자의 면역 세포를 제거하고 암 세포에 대한 세포독성이 되도록 유전자 편집한 다음 환자의 혈류에 다시 도입합니다. 변경된 세포가 몸 전체를 이동해야 하기 때문에 순환이 중요합니다. 종양의 경우 이러한 종류의 효과적인 순환이 존재하지 않으므로 종양이 면역 요법에 어떻게 반응하는지 더 잘 이해하기 위해 모델을 구축했습니다."
Ozbolat와 그의 동료들은 현재 실제 유방암 환자에게서 제거된 종양을 연구하고 있습니다. 연구자들은 환자 유래 종양에 면역치료제를 적용하여 그들이 어떻게 반응하는지 확인할 것입니다.
Ozbolat는 "이것은 암에 대한 새로운 치료법과 표적 치료법을 개발하려면 필수적인 질병의 복잡성을 이해하는 데 중요한 단계입니다."라고 말했습니다.