Forbedret hjernechip til præcisionsmedicin

Akay Labs biomedicinske forskerhold ved University of Houston rapporterer om en forbedring af en mikrofluid hjernekræftchip, der tidligere er udviklet i deres laboratorium. Den nye chip tillader administration af flere lægemidler samtidigt og en massiv parallel test af lægemiddelrespons til patienter med glioblastom (GBM), den mest almindelige ondartede hjernesvulst, tegner sig for 50% af alle sager. GBM-patienter har en femårig overlevelsesrate på kun 5,6%.

"Den nye chip genererer tumorsfæroider, eller klynger, og leverer storstilet vurderinger af disse GBM-tumorcelles respons på forskellige koncentrationer og kombinationer af lægemidler. Denne platform kunne optimere brugen af ​​sjældne tumorprøver afledt af GBM -patienter for at give værdifuld indsigt i tumorvæksten og respons på lægemiddelterapier, "rapporterer Metin Akay, John S. Dunn begavet formand Professor i biomedicinsk teknik og afdelingsformand. Papiret er offentliggjort i det første nummer af IEEE Engineering in Medicine &Biology Samfundets Åbne Journal of Engineering i Medicin og Biologi.

Evnen til hurtigt at vurdere effektiviteten af ​​et kræftmedicin ville være en bemærkelsesværdig forbedring i forhold til typiske kræftprotokoller, hvor kemoterapimedicin gives, derefter testet i flere måneder, og en patient skiftede til et andet lægemiddel, hvis det første er ineffektivt. Den nye enhed kan bestemme den optimale lægemiddelkombination på så lidt som to uger. "Når vi kan fortælle lægen, at patienten har brug for en kombination af lægemidler og den nøjagtige andel af hver, dette er præcisionsmedicin. "

Akays team tager et stykke af en tumorbiopsi, kulturerer det og lægger det i chippen. Derefter tilføjer de kemoterapilægemidler til chipens mikroventiler for at bestemme den bedste lægemiddelkombination, og den specifikke andel, der dræber flest tumorceller.

Teamet dyrkede 3D-tumorsfæroider, eller klynger, fra GBM-cellelinjer samt patient-afledte GBM-celler in vitro og undersøgte effekten af ​​kombinationen af ​​Temozolomide og en nuklear faktor-inhibB-hæmmer på tumorvækst.

"Vores undersøgelse afslørede, at disse lægemidler har synergistiske virkninger i hæmning af sfæroid dannelse, når de bruges i kombination, og foreslår, at denne hjernekræftchip muliggør storstilet, billig og prøveeffektiv lægemiddelscreening til 3D-kræfttumorer in vitro . Yderligere, denne platform kunne anvendes på relaterede vævstekniske lægemiddelscreeningsundersøgelser, "sagde adjunkt Yasmine Akay. Hun får selskab af teamet af forskningsassistent professor Naze Gul Avci og postdoktor Hui Xia. Vævsprøverne blev leveret af projektsamarbejder Jay-Jiguang Zhu, MD, direktør, Neuro Onkologi, McGovern Medical School på UT Health.

For at minimere ethvert prøvetab in vitro , teamet forbedrede deres eksisterende hjernekræftchipsystem ved at tilføje et ekstra laminært flowfordelingslag, hvilket reducerer prøvetab under cellefrøning og forhindrer sfæroider i at undslippe. Dette gør det muligt for sfæroiderne at danne ensartet i hele chippen til konsekvent lægemiddeltest mellem hver kugleform.