Forskere udvikler papirbaserede arrays med høj kapacitet af 3D-tumormodeller

Ved at udvikle almindelige filterpapirer, ligner kaffefiltre, et team af NYU Abu Dhabi-forskere har skabt arrays med høj gennemstrømning af miniaturiserede 3-D-tumormodeller for at replikere nøgleaspekter af tumorfysiologi, som er fraværende i traditionelle narkotikatestplatforme. Med den nye papirbaserede teknologi, de dannede tumormodeller kan sikkert kryokonserveres og opbevares i længere perioder til on-demand brug af lægemiddeltest. Disse kryokonserverbare tumormodeller kunne give den farmaceutiske industri en nem og billig metode til at undersøge resultaterne af lægemiddeleffektivitet, potentielt at styrke personlig medicin. Den udviklede teknologi kan overføres til andre trendende terapeutiske applikationer, såsom måling af tumorrespons på lægemiddelkoncentrationsgradienter, undersøgelse af kræftcellers signalveje, og undersøgelser af invasive tumorer.

Resultaterne blev offentliggjort i papiret "Cryopreservable Arrays of Paper-Based 3-D Tumor Models for High Throughput Drug Screening", i flagskibsjournalen, Lab on a Chip . Resultaterne bygger på holdets tidligere forskning, der har udviklet papirplatformene.

Ledet af adjunkt i mekanisk og biomedicinsk teknik ved NYUAD Mohammad A. Qasaimeh, forskerne søgte at udvikle 3-D tumormodeller, fordi de tilbyder et stort potentiale for at forstå de grundlæggende mekanismer, der styrer tumorrespons på lægemiddelbehandlinger, og give muligheder for at udvikle en række nye terapeutiske applikationer. I øjeblikket, mest præklinisk lægemiddelscreening udføres på forenklede todimensionelle (2-D) monolag af cellekultur, som ikke fuldt ud repræsenterer kompleksiteten af ​​menneskelige væv og organer.

Eksisterende metoder til udvikling af 3-D cellekulturer og tumormodeller er besværlige, teknisk udfordrende, tidskrævende, og tillad ikke kryokonservering til fremtidig brug. Dette bidrager til høje nedslidningsrater i lægemiddeludviklingsprocessen, og kan forårsage betydelige forsinkelser på markedet og store økonomiske tab for virksomhederne.

"Vores arbejde præsenterer en papirmønstermetode til cellekultur med høj kapacitet, kryokonservering, og lægemiddeltest af 3-D tumormodeller. Denne teknologi er meget lovende for at give uovertrufne fordele til områderne for lægemiddelopdagelse, vævsteknik, og personlig medicin, " sagde Qasaimeh, Laboratoriets hovedefterforsker og studielederen.

Ved at teste cisplatin (et typisk kemoterapeutisk lægemiddel) på brystkræft 3-D-modeller genereret inden for den udviklede platform, de var i stand til at bevise, at deres teknologi er i stand til at forudsige resultaterne af lægemiddeleffektivitet. Brystkræft anses for at være den hyppigst diagnosticerede kræftsygdom hos mere end 80 procent på verdensplan. I USA er mere end 10 procent af kvinder rapporteret at udvikle invasiv brystkræft i løbet af deres liv, og i UAE, brystkræft anses for at være den mest almindelige malignitet baseret på forekomst og dødelighed.

"Vores pålidelige, let at tilberede, og billig metode er at skabe papirbaserede arrays med høj kapacitet af 3-D tumormodeller, der vil bringe os et skridt tættere på biomimetisk lægemiddelscreening i de prækliniske stadier, " sagde Bisan Samara, den første forfatter og en tidligere forskningsassistent i Qasaimehs laboratorium.

Denne forskning er et fremskridt i forhold til teamets tidligere arbejde, "Papirbaseret cellekryokonservering, " offentliggjort sidste år i tidsskriftet Avancerede biosystemer , hvor de etablerede deres nye teknik ved at bruge filterpapir til at kryokonservere menneskelige celler, at tilbyde videnskabsfolk et effektivt alternativ til konventionelle, langsigtede kryokonserveringsmetoder.