Открытия исследовательской группы могли бы помочь проектировщикам миниатюрной «лаборатории на чипе» технологии вырастить трехмерные колонии раковых клеток печени в крошечных палатах чипа, а не просто двумерные колонии, что они обычно могут культура теперь. Так как много опухолей твердой ткани – самостоятельно трехмерные, 3D множества клетки, мог предоставить более реалистическую биологическую окружающую среду для тестирования фармацевтических препаратов, чем те, которые в настоящее время доступны.«Поскольку опухолевые клеточные линии обычно используются для тестирования противораковых комплексов, биомедицинское сообщество активно ищет способы проверить эти наркотики в 3D клеточных культурах», сказал Дарвин Рейес-Эрнандес, инженер-биомедик в NIST. «Наши результаты могли помочь устранить разрыв между исследованиями клеток в лаборатории и в живущих существах, промежуток, который в настоящее время ограничивает процессы изобретения лекарства».
Чтобы выполнить обещание лаборатории на технологии изготовления микросхем, во внутренней части чипа должно быть много особенностей вместе с самим телом, таких как много различных типов клетки, растущих в присутствии друг друга. Ученые могут уже исследовать то, что единственный тип клетки сделал бы в присутствии молекулы препарата просто, растя рядом их в лабораторной чашке Петри.
Но наркотики должны работать в теле, не только эксперименте лаборатории. Чтобы изучить взаимодействия клетки клетки способом, которым управляют, ученые выращивают многократные типы клетки в блюде, заставляя каждый тип вырасти в различном месте, изменяя особенности растущей поверхности, техника назвала микрокопирование.
У команды NIST, участники которой специализируются на микрожидких технологиях, которые создали бы большую часть лаборатории на физической среде чипа, первоначально была цель того, чтобы заставлять два различных типов клеток человека вырасти рядом на поверхности: раковые клетки печени, а также эндотелиальные клетки, какие кровеносные сосуды линии в теле и очень важны для развития рака. Просто нахождение способа создать эту общую границу между двумя типами клетки было бы достойным выполнением, по словам члена команды Кирэна Бхэдрирэджу, исследователя гостя NIST, который посещает из Исследования Theiss в Ла-Хойе, Калифорния. Существующие технологии, чтобы создать такие микрошаблонные co-культуры тяжелы, он сказал, и не легко используемый в крупномасштабном фармацевтическом тестировании.Команда теоретизировала, что, когда они покрыли поверхность двумя различными пластырями – fibronectin один и соединение fibronectin и других веществ, названных гибридным материалом пластыря клетки (hCAM) – раковые клетки печени будут с готовностью придерживаться только hCAM, в то время как эндотелиальные клетки придерживались бы fibronectin.
Предварительные эксперименты утвердили свою догадку, и открытие предоставило ученым NIST способ создать co-культуры опухолевых и эндотелиальных клеток, где они хотели их.Создание общей границы, которую они первоначально искали, было выполнением самостоятельно, но было больше, чтобы прибыть. Когда они взяли изображения клеток, используя технику, известную как лазерная софокусная микроскопия, команда также обнаружила, что клетки на поверхности hCAM вырастили многоуровневые множества в трех измерениях. Добавляя третий белок, названный transglutaminase – липким ферментом, который склеивает молекулы белка – они могли заставить раковые клетки печени вместо этого сформировать множества только единственная массивная клетка, дав им контроль над процессом.
Зная эти относительно простые отношения среди химикатов, поверхность и раковые клетки печени могли быть полезны для раковых клеток культивирования вместе с совершенно другими типами клетки, он говорит и мог бы позволить этим маленьким клеточным культурам быть расширенными для вида работы высокой пропускной способности, фармацевтическая фирма должна будет проверить большие количества кандидатов препарата.«Мы ожидаем, что другие линии раковых клеток могут использоваться для микрокопирования подобных co-культур», сказал Бхэдрирэджу. «В то время как линия раковых клеток печени, используемая здесь, является важной клеточной линией для фармацевтической промышленности для тестирования лекарств от рака, мы еще не проверили, сформируют ли другие типы раковой клетки те же самые типы 3D структур.
Но мы оптимистичны, как эти белки мы покрыли поверхность, обычно используются с другими видами раковых клеток».