Brug en chip til at finde bedre kræftbekæmpende lægemidler

Kyoto-universitetets forskere har udviklet en ny 'tumor-on-a-chip'-enhed, der bedre kan efterligne miljøet inde i kroppen, baner vejen for forbedret screening af potentielle kræftbekæmpende lægemidler.

Vejen til opdagelse af stoffer er aldrig let. Forskere og klinikere kan gennemgå titusinder af potentielle forbindelser i årevis for at finde en håndfuld levedygtige kandidater, kun for at de mislykkes på det kliniske niveau.

"Potentielle forbindelser testes ved hjælp af dyremodeller og celler dyrket i et fad. Imidlertid, disse resultater overføres ofte ikke til menneskelig biologi, "forklarer første forfatter Yuji Nashimoto tidligere fra Graduate School of Engineering, og nu på Tohoku University. "Desuden, celler på et fad mangler den tredimensionelle struktur og blodkar, eller vaskulatur, der holder det i live. Så, vi kom med en plan om at konstruere en enhed, der løser disse problemer. "

Enheden, rapporteret i journalen Biomaterialer , er på størrelse med en mønt med en 1 mm brønd i midten. Denne brønd flankeres af en række på 100 μm 'mikroposter'. Ideen er, at en tredimensionel kultur af tumorceller placeres i den midterste brønd, og derefter placeres celler, der konstruerer blodkar langs mikroposterne. Over et par dage vokser karrene og knytter sig til kulturen.

"Denne" perfuserbare vaskulatur "giver os mulighed for at administrere næringsstoffer og lægemidler i systemet for at efterligne miljøet i kroppen, "fortsætter Nashimoto." Dette giver os mulighed for at få et klarere billede af effektiviteten af ​​kræftbehandlende forbindelser. "

Denne perfusion holdt signifikant tumorcellerne sunde ved at holde celleproliferation oppe og celledød nede. Et lægemiddelassay blev derefter udført med teamet, der administrerede et antitumormedicin ved lave doser. Interessant nok, lægemidlet var mere effektivt under statiske forhold i forhold til, da næringsstoffer strømmede gennem tumorcellerne.

I modsætning, lægemidlets virkninger blev mere potente, da strømmen blev slået til, og doseringen blev øget. Ryuji Yokokawa, der leder teamet, forklarer, at de uventede resultater viser, at vi skal overveje balancen mellem spredning af tumorceller og lægemidlets effektivitet under strømningsbetingelser.

"Vi antager, at fordelen ved næringsstofstrømmen ved lave doser opvejer virkningen af ​​antitumorlægemidlet. Det beviser betydningen af ​​blodgennemstrømning i vaskulaturen ved screening for lægemidler."

Han slutter, "På grund af dets størrelse og anvendelighed, vi håber, at den nye enhed kan fremskynde testene på det utallige antal potentielle nye lægemidler. Mens der stadig er mange spørgsmål, vi er glade for at have udviklet denne enhed og har vist, at tredimensionel perfunderet cellekultur er afgørende for det næste trin i opdagelse af lægemidler. "