新的生物3D打印腫瘤模型幫助法國研究生物學(xué)
其中許多是CERVOxy的一部分,CERVOxy是腦和腫瘤病理影像學(xué)和治療策略(ISTCT)部門的科學(xué)團(tuán)隊之一,該部門由法國國家科學(xué)研究中心(CNRS),原子能委員會于2012年初創(chuàng)建能源和替代能源(CEA)和UNICAEN,并托管在法國卡昂的GIP CYCERON成像平臺上。 CERVOxy的科研團(tuán)隊專注于缺氧及其在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(一種快速生長的腦瘤)和腦轉(zhuǎn)移瘤中的作用。
所有這些主題都在不同的軸上展開,以研究致瘤或腫瘤形成過程,從而開發(fā)新的治療策略。例如,他們正在研究如何使用強(qiáng)子療法(質(zhì)子和碳離子)治療腦部腫瘤。此外,還正在使用體外和體內(nèi)方法評估這些療法對健康腦組織的作用,這就是為什么它們開始基于生物打印技術(shù)開發(fā)新模型的原因。

卡昂大學(xué)的博士后研究員,CERVOxy的研究人員之一Nolwenn Pasquet表示:他的研究重點是研究膠質(zhì)母細(xì)胞瘤背景下放射療法和強(qiáng)子療法對大腦健康組織的影響。 Pasquet與她的同事一起正在使用Cellink的INKREDIBLE +來執(zhí)行大量工作。“盡管最近有了改善,但膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的治療仍然充滿挑戰(zhàn),而且這些腫瘤的生理病理學(xué)是如此復(fù)雜,以至于二維體外模型的使用無法概括體內(nèi)情況,此外,缺乏用于模擬細(xì)胞之間相互作用的相關(guān)模型,例如,二維模型無法反映腫瘤的微環(huán)境,例如低氧梯度以及周圍腦細(xì)胞和炎性細(xì)胞的存在。在這種情況下,通過生物打印獲得的新3D腦模型對于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤研究非常有吸引力。”
對于這項研究,Pasquet和他的研究人員使用了小鼠膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系來開發(fā)新型3D生物打印的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤模型。然后將這些細(xì)胞嵌入Cellink的特定生物墨水中,以模擬細(xì)胞外基質(zhì),然后對模型進(jìn)行生物打印,這是由Franiais Jacob生物研究所的LARIA團(tuán)隊提供給CERVOxy的INKREDIBLE +生物打印機(jī)完成的。

根據(jù)Pasquet的說法,在進(jìn)一步的實驗中,通過將膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞與周圍細(xì)胞(星形細(xì)胞,炎性細(xì)胞等)結(jié)合在一起,并分析它們的細(xì)胞進(jìn)程,侵襲性以及它們之間的相互作用,可以觀察到膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞與周圍細(xì)胞(星形細(xì)胞,炎性細(xì)胞等)之間的串?dāng)_。“就初步結(jié)果而言,我們在進(jìn)行生物打印后觀察到,成膠質(zhì)細(xì)胞瘤細(xì)胞具有均勻分布,直到六天,然后在細(xì)胞培養(yǎng)14天時開始在模型外圍形成細(xì)胞簇。有趣的是,這些模型概括了膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的最重要特征之一:低氧。的確,在生物溴化后14天,我們在模型中觀察到了一個低氧梯度,而模型的核心處的低氧細(xì)胞在外圍或六天都沒有觀察到。”
Pasquet表示,他們還對這些模型進(jìn)行了X射線照射。 X射線放射療法是對手術(shù)和化學(xué)療法的補(bǔ)充,是治療腦腫瘤的標(biāo)準(zhǔn)方案的一部分。像在醫(yī)學(xué)射線照相中一樣,它涉及以不同劑量傳遞光子,除了在這種情況下是要破壞癌細(xì)胞。通過這些3D生物打印模型,研究人員希望評估細(xì)胞對輻射的反應(yīng)和敏感性,并且由于使用了特定的標(biāo)記,他們能夠評估細(xì)胞的增殖,從而為腫瘤在其周圍環(huán)境中的發(fā)展提供了跡象。
“目前,我們正在從這種新方法開始,有必要進(jìn)一步對模型進(jìn)行特征化并了解其局限性,以便對所獲得的結(jié)果得出結(jié)論。例如,在這種模型中很難排除細(xì)胞之間相互作用的事實,實時顯微鏡實驗可以讓我們對其進(jìn)行驗證。這是很重要的一點,也是我們決定開發(fā)這種類型的模型以重現(xiàn)這些細(xì)胞在患者腦組織內(nèi)的微環(huán)境的原因的一部分。這些結(jié)果是積極的,并鼓勵我們繼續(xù)朝這個方向進(jìn)行研究。”
該項目由實驗室領(lǐng)導(dǎo),該實驗室是法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的一個分支機(jī)構(gòu),這是一個由公共資助的機(jī)構(gòu),涵蓋所有科學(xué)學(xué)科。它由幾個贊助商資助,特別是在卡昂的ARCHADE強(qiáng)子療法中心; HABIONOR歐洲項目,由法國諾曼底縣議會在區(qū)域間開發(fā)合同“Valléede la Seine”的框架內(nèi),以及RégionNormandie共同資助,用于諾曼底腫瘤治療創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(ONCOTHERA)項目。
Pasquet建議,如果沒有生物打印技術(shù),獲得的信息將不會相同。她解釋說,“這項技術(shù)正在全面開發(fā)中”,并且“我們僅在短短的一段時間內(nèi)使用了它,僅僅一年多了,根據(jù)您想要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,有一個重要的表征步驟做測試。”
中國3D打印網(wǎng)點評:相信生物打印所用的模型應(yīng)有相應(yīng)的區(qū)別,許多模型將被用于復(fù)制醫(yī)學(xué)和組織工程領(lǐng)域的功能齊全的器官。 3D生物打印的興趣在于通過連續(xù)層的疊加過程來創(chuàng)建復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu),正是這一方面對我們特別有意義,以便為我們的研究提供一個新的,更復(fù)雜的研究模型。
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