科學(xué)家3D生物打印可長(zhǎng)期存活的腫瘤模型，為下一代藥物測(cè)試開(kāi)辟新的途徑

2023年10月31日,，南極熊獲悉,，法國(guó)初創(chuàng)公司CTIBiotech和保加利亞普羅夫迪夫醫(yī)科大學(xué)的科學(xué)家在生物技術(shù)公司Transgene的幫助下，使用3D生物打印技術(shù)制造了仿生腫瘤模型,，用于模仿癌癥在人體內(nèi)生長(zhǎng)和進(jìn)化的方式,，從而擺脫對(duì)真實(shí)人體試驗(yàn)的依賴(lài)。這一成果預(yù)示著人類(lèi)在癌癥醫(yī)學(xué)研究上邁出了里程碑式的一步,。

這項(xiàng)研究以題為“World's First Long-Term ColorectalCancer Model by 3D Bioprinting as a Mechanism for Screening Oncolytic Viruses/世界首個(gè)通過(guò) 3D 生物打印作為篩查溶瘤病毒機(jī)制的長(zhǎng)期結(jié)直腸癌模型”的論文被發(fā)表在醫(yī)學(xué)雜志《 Cancers MDPI》關(guān)于基礎(chǔ)和臨床結(jié)直腸癌研究最新進(jìn)展的特刊上,。

相關(guān)論文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37835418/

了解癌癥治療的挑戰(zhàn)

結(jié)直腸癌或結(jié)腸癌是全球主要的健康問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì),，每年有超過(guò) 180 萬(wàn)人被診斷患有這種致命疾病,。此外，世界衛(wèi)生組織(WHO) 預(yù)測(cè),，到 2030 年,，多達(dá)1200 萬(wàn)人可能死于各種類(lèi)型的癌癥,。

由于迫切需要找到有效的治療方法，目前的藥物開(kāi)發(fā)方法還遠(yuǎn)未完善,。太多有前途的藥物在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中看似有效,，但在現(xiàn)實(shí)世界的人體測(cè)試中卻失敗了。這種差異經(jīng)常出現(xiàn)是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室的受控環(huán)境無(wú)法捕捉人體的復(fù)雜性,。當(dāng)藥物從培養(yǎng)皿轉(zhuǎn)移到患者身上時(shí),，新陳代謝、免疫反應(yīng),、與其他物質(zhì)的相互作用以及意想不到的副作用等因素可能會(huì)改變藥物的療效,。這凸顯了開(kāi)發(fā)更現(xiàn)實(shí)的藥物測(cè)試模型的必要性，以確保潛在的治療方法在現(xiàn)實(shí)世界中有更大的成功機(jī)會(huì),。

為了解決這個(gè)問(wèn)題,，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始嘗試?yán)��?3D 生物打印技術(shù)的潛力。在這種情況下,，科學(xué)家們創(chuàng)造了模仿現(xiàn)實(shí)生活中結(jié)腸癌行為的微型腫瘤（模仿人體真實(shí)腫瘤的生物模型）。

利用接受過(guò)手術(shù)治療的患者捐贈(zèng)的樣本,，科學(xué)家們成功開(kāi)發(fā)出了打印這些 3D 癌癥模型的方案,。然后，他們培育這些模型的時(shí)間從一天到五個(gè)月不等,。生物打印模型的存活時(shí)間創(chuàng)下了科學(xué)界的記錄,，證明這是研究癌癥如何隨時(shí)間演變以及對(duì)治療的反應(yīng)的絕佳機(jī)會(huì)。

這項(xiàng)研究的深度凸顯了這些生物打印模型的潛力,。研究人員表示,，他們的方法顯示了人源化模型在未來(lái)化療和細(xì)胞治療策略中的關(guān)鍵作用。這些 3D 生物打印結(jié)直腸癌腫瘤不僅能夠在體外生存,，而且它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室環(huán)境中也可以完成細(xì)胞的自我復(fù)制,。這一發(fā)展提供了一個(gè)具有成本效益的系統(tǒng)，不僅可以篩選基本化療,，還可以篩選先進(jìn)的治療策略,，最終可以降低患者的治療成本，并更廣泛地提供全球癌癥治療支持,。

下一代的治療方法

研究人員使用生物墨水,，將來(lái)自患者腫瘤的細(xì)胞與富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和促進(jìn)生長(zhǎng)的材料的溶液混合。然后,，他們 3D 打印了一個(gè)準(zhǔn)確代表患者腫瘤的結(jié)構(gòu),。這比以前的方法有了顯著的改進(jìn)，以前的方法經(jīng)常產(chǎn)生不一致的結(jié)果,。

這些生物打印模型的成功培育不僅對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)是錦上添花,，而且為個(gè)性化醫(yī)療的未來(lái)打開(kāi)了大門(mén),。通過(guò)這些模型，醫(yī)生和研究人員可以確定專(zhuān)門(mén)為每位患者量身定制的最有效的治療方法,。

△生物打印現(xiàn)在已成為個(gè)性化醫(yī)療過(guò)程的重要組成部分,，在創(chuàng)建用于藥物篩選的組織方面發(fā)揮著明確的作用。圖片由 CTIBiotech 提供,。

前沿科學(xué)家的觀(guān)點(diǎn)

CTIBiotech 首席科學(xué)官兼創(chuàng)始人 Colin McGuckin 強(qiáng)調(diào)了這項(xiàng)研究的潛力：“十年來(lái),，CTIBiotech 一直在組織工程和 3D 生物打印領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，造福人類(lèi)健康,。利用仿生腫瘤模型開(kāi)發(fā)藥物,，這種研究思路對(duì)于下一代癌癥治療至關(guān)重要�,！�

再生醫(yī)學(xué)教授兼癌癥研究專(zhuān)家麥古金在社交媒體上表示,，治療癌癥患者的未來(lái)更好的途徑是每天用個(gè)性化醫(yī)療跟蹤患者，并針對(duì)隱藏的癌癥進(jìn)行治療,。他還強(qiáng)調(diào)了支持依賴(lài)于生物打印的先進(jìn)癌癥研究和利用溶瘤病毒 (OV) 策略推進(jìn)治療的重要性（OV 是專(zhuān)門(mén)針對(duì)并殺死癌細(xì)胞,，同時(shí)使正常細(xì)胞基本不受影響的病毒）。

△患者腫瘤特征和由此產(chǎn)生的打印腫瘤模型,。圖片由 CTIBiotech 提供

與此同時(shí),，Transgene 的Eric Quemeur 和普羅夫迪夫醫(yī)科大學(xué)的 Victoria Sarafian 教授強(qiáng)調(diào)了這些模型如何克服當(dāng)前方法的局限性，為精準(zhǔn)治療和藥物開(kāi)發(fā)提出了一種有前景的策略,。

Transgene 執(zhí)行副總裁兼首席科學(xué)官 Quemeneur 補(bǔ)充道：“源自患者的腫瘤樣物質(zhì)已成為我們臨床前表征過(guò)程的重要組成部分,，克服了當(dāng)前溶瘤病毒體外和體內(nèi)模型的一些關(guān)鍵局限性。最近在 3D 生物打印轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌細(xì)胞方面取得的成就將允許長(zhǎng)期跟蹤腫瘤特征及其治療微環(huán)境的演變,。更具體地說(shuō),，這一步驟對(duì)于建立更具代表性的腫瘤表型復(fù)雜性和多樣性模型至關(guān)重要，并將有助于為未來(lái)制定更好的治療策略,�,！�

3D生物打印癌癥模型前景巨大

這項(xiàng)研究的意義怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。這項(xiàng)合作工作的共同努力產(chǎn)生了一個(gè)可靠的平臺(tái),，有可能加速有效癌癥治療手段的開(kāi)發(fā),。

簡(jiǎn)而言之，這些生物打印的微型腫瘤可以被認(rèn)為是科學(xué)界高度現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐假人,。它們提供了一個(gè)接近現(xiàn)實(shí)世界的環(huán)境來(lái)測(cè)試新藥,，確保有希望的候選藥物能夠有更好的機(jī)會(huì)在人體試驗(yàn)中取得成功。

這并不是CTIBiotech公司第一次成為頭條新聞,。它還率先利用生物打印技術(shù)生產(chǎn)功能性人體組織,，用于再生醫(yī)學(xué)、藥物開(kāi)發(fā)和皮膚化妝品行業(yè)。創(chuàng)始人 McGuckin 和Nico Forraz憑借數(shù)十年的癌癥研究基礎(chǔ),，完善了用于開(kāi)發(fā)微型腫瘤的生物打印技術(shù),，希望該技術(shù)和組織模型能夠改善藥物開(kāi)發(fā)平臺(tái)和預(yù)測(cè)醫(yī)學(xué)。隨著生物打印的不斷發(fā)展,，CTIBiotech 仍然處于歐洲生物打印領(lǐng)域的前沿,，展示了創(chuàng)新的可能性。