Ученые из Института регенеративной медицины Уэйк Форест (WFIRM) создали биотехнологические миниатюрные органы колоректального рака человека, называемые органоидами, чтобы лучше понять, как опухоль растет в естественной микросреде и какова реакция на терапию. Это новое исследование является первым, в котором реплицируются наблюдения нативной опухолевой ткани на лабораторной модели и подтверждаются в контексте физиологии всего тела.
Текущие стратегии для понимания исследований прогрессирования опухоли сосредоточены на изолированных опухолевых клетках, но не охватывают взаимодействия между опухолью и окружающей ее микросредой. Это приводит к неточностям в прогнозировании прогрессирования опухоли и ответа на химиотерапию.
"Опухоли – это продукты окружающей среды. Они посылают сигналы, которые могут оказывать значительное влияние на местные ткани, и они получают сигналы от близлежащих клеток и тканей, которые могут изменить их развитие," сказал Шей Сокер, доктор философии.D., старший автор нового исследования, опубликованного в журнале Scientific Reports.
Новые технологии, которые лучше демонстрируют специфические свойства опухоли, окажут значительное влияние на показатели смертности пациентов и приведут к разработке новых методов лечения, направленных на рак, избавляя здоровые ткани от побочных эффектов химиотерапевтического лечения.
Команда WFIRM ранее разработала трехмерную органоидную модель толстой кишки с ее уникальной микроархитектурой и использовала ее для анализа биоптатов колоректального рака для выявления значительных изменений в мироокружении.
Команда проанализировала микросреду опухоли и соответствующие "отпечаток пальца" и обнаружили, что образцы с упорядоченным внеклеточным матриксом – "клей" удерживает клетки вместе – поддерживает эти структуры. Напротив, неупорядоченный внеклеточный матрикс позволял более примитивно "отпечаток пальца." Кроме того, эти результаты были воспроизведены в контексте физиологии всего тела, чтобы впервые показать, что предварительно структурированная микросреда опухоли сохраняет свою архитектуру в лаборатории. Нетрадиционные методы лечения, нацеленные на внеклеточный матрикс, могут предоставить ценные возможности для разработки новых методов лечения или методов лечения, которые будут синергетически взаимодействовать с существующими химиотерапевтическими или лучевыми технологиями.
Контролируя реакцию раковых клеток за счет изменений в микросреде опухоли, более низкие дозы химиотерапии или облучения могут стать эффективными, тем самым уменьшая или устраняя многие нежелательные побочные эффекты традиционных методов лечения рака, а также снижая резистентность опухоли.
"Трехмерные биоинженерные конструкции рака толстой кишки являются многообещающей моделью для разработки и скрининга лекарств, поскольку они могут воспроизводить физиологию человека на высоком уровне," сказал Энтони Атала, доктор медицины, директор WFIRM.