紐約州特洛伊——一個(gè)創(chuàng)新的測(cè)試平臺(tái)，可以更接近地模擬體內(nèi)癌癥的遭遇，通過(guò)快速研究針對(duì)腫瘤細(xì)胞的多種治療組合，可以實(shí)現(xiàn)更精確、更個(gè)性化的治療。該平臺(tái)使用三維環(huán)境來(lái)更密切地反映腫瘤微環(huán)境，在Communications Biology 上發(fā)表的研究中得到了證明。
“整個(gè)平臺(tái)確實(shí)為我們提供了一種以快速、高通量規(guī)模優(yōu)化個(gè)性化免疫治療的方法，”倫斯勒理工學(xué)院化學(xué)和生物工程學(xué)院教授兼生物技術(shù)與跨學(xué)科研究中心 (CBIS) 成員喬納森·多迪克 (Jonathan Dordick) 說(shuō)。 ，誰(shuí)領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。“你可以想象某人患有癌癥，你迅速對(duì)腫瘤進(jìn)行活檢，然后你使用這個(gè)生物芯片平臺(tái)非常快速地確定——在一兩天內(nèi)——哪種特定的治療方式可能最適合對(duì)抗特定的癌癥。”
研究人員特別感興趣的是一種被稱(chēng)為自然殺傷 (NK) 細(xì)胞的特定類(lèi)型免疫細(xì)胞的行為，它尋找體內(nèi)的癌癥或病毒，與其受體結(jié)合，并分泌一種酶來(lái)殺死不需要的細(xì)胞。本文研究的平臺(tái)使研究人員能夠比較當(dāng)讓 NK 細(xì)胞獨(dú)自對(duì)抗腫瘤細(xì)胞時(shí)會(huì)發(fā)生什么，與添加抗體或抗癌藥物或兩者的組合時(shí)它們的行為方式。
該平臺(tái)是一個(gè)小型的兩片式塑料芯片，大小與顯微鏡載玻片差不多。夾心芯片的一側(cè)包含 330 個(gè)微小的柱子，研究人員可以在這些柱子上放置一個(gè)外部基質(zhì)，由凝膠狀物質(zhì)制成，模擬腫瘤細(xì)胞的機(jī)械環(huán)境。當(dāng)癌細(xì)胞被放置在這種凝膠狀結(jié)構(gòu)內(nèi)時(shí)，它們會(huì)被鼓勵(lì)長(zhǎng)成球體形狀，就像它們?cè)隗w內(nèi)一樣。第二部分包含 330 個(gè)微孔，可以在其中懸浮 NK 細(xì)胞——就像它們?cè)隗w內(nèi)流動(dòng)一樣，不受限制。
在倫斯勒，多迪克與 CBIS 的高級(jí)研究科學(xué)家 Seok-Joon Kwon 和最近獲得博士學(xué)位的 Sneha Gopal 合作。部分基于這項(xiàng)研究。Rensselaer 團(tuán)隊(duì)與 Konyang University 和 Medical & Bio Decision Company Ltd 的研究人員合作。為了測(cè)試這個(gè)平臺(tái)，研究人員研究了兩種類(lèi)型的乳腺癌細(xì)胞以及胰腺癌細(xì)胞，以及 NK 細(xì)胞、兩種單克隆抗體和一種抗癌化療藥物。
“您可以非?？焖俚剡M(jìn)行篩查，以確定哪些 NK 細(xì)胞、抗體和化療藥物的組合針對(duì)球體幾何結(jié)構(gòu)內(nèi)的癌細(xì)胞，”多迪克說(shuō)。“真正令人驚奇的是，我們看到在芯片插槽內(nèi)的球體中發(fā)生的情況與在篩選中經(jīng)常使用的更傳統(tǒng)的二維細(xì)胞培養(yǎng)中發(fā)生的情況之間存在非常顯著的差異。”
例如，在球體設(shè)計(jì)中，化療藥物紫杉醇本身對(duì)三種類(lèi)型的癌細(xì)胞幾乎沒(méi)有影響，而在傳統(tǒng)的二維系統(tǒng)中，多迪克說(shuō)，這種藥物可能表現(xiàn)得很好。當(dāng)它與 NK 細(xì)胞和抗體結(jié)合時(shí)，它的表現(xiàn)要好得多。
“這個(gè)平臺(tái)讓研究人員更接近個(gè)性化醫(yī)療，”CBIS 主任 Deepak Vashishth 說(shuō)。“這項(xiàng)由多迪克教授和他的研究小組進(jìn)行的工作是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明我們?cè)趥愃估杖绾瓮ㄟ^(guò)在工程和生命科學(xué)的交叉領(lǐng)域開(kāi)發(fā)新方法來(lái)增強(qiáng)對(duì)癌癥等疾病的治療，從而為人類(lèi)健康提供一個(gè)新的視角.”
為了進(jìn)一步發(fā)揮該工具的潛在用途，Dordick 表示必須對(duì)多種癌癥類(lèi)型進(jìn)行測(cè)試，包括由多種不同類(lèi)型細(xì)胞組成的腫瘤微環(huán)境。未來(lái)，他設(shè)想該平臺(tái)有可能確定最適合患者特定癌癥的聯(lián)合療法，從而能夠識(shí)別和提供個(gè)性化免疫療法。
標(biāo)簽： Rensselaer
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