С помощью 3D-печати исследователи из университета Цинхуа (Tsinghua University) и Дрексельского университета (Drexel University) изготовили в лаборатории опухолевидный комок раковых клеток.

Чтобы построить нечто, сходное по структуре с опухолью, исследователи смешали желатин, альгинат натрия, белок фибрин и клетки раковой опухоли шейки матки. Затем полученная смесь подавалась в 3D-принтер (стоит отметить, что 90% клеток не погибло и не потеряло жизнеспособности из-за механического воздействия).

Слой за слоем принтер воспроизвёл структуру опухоли, 10 миллиметров в ширину и длину и 2 миллиметра в высоту. Эта структура напоминает фиброзные белки, которые составляют внеклеточный матрикс опухоли. Клеточная культура росла, и спустя пять дней приняла сферическую форму. После этого учёные дали сферам расти ещё три дня.

Рис 1. Реалистичная трёхмерная модель раковой опухоли была изготовлена с помощью 3D-принтера (фото Zhao et al., Biofabrication).

В ходе исследования использовались так называемые клетки HeLa — клетки «бессмертной» линии, изначально полученные из организма больной раком Генриетты Лакс в 1951 году. HeLa могут размножаться бесконечно и являются наиболее распространённым типом клеток, задействованных в изучении онкологических заболеваний.

По словам создателей,

полученная ими модель больше похожа на естественную раковую опухоль, нежели клеточные культуры, выращиваемые в лаборатории в двумерной среде (на дне чашке Петри, например). Это значит, что с помощью такой искусственной опухолью учёные смогут получить больше информации о природе онкологического заболевания и подобрать лучшее медикаментозное лечение.

Дело в том, что раковые клетки в лабораторных условиях помогают учёным лучше понять поведение аномальных образований в организме человека. Новые лекарства от рака, как правило, проходят тестирования на таких клетках прежде, чем испытания будут произведены в человеческом организме.

Рис. 2. Развитие структуры искусственной опухоли (фото Zhao et al., Biofabrication).

В большинстве случаев это двумерные структуры, то есть культура клеток располагается на плоскости. Однако дополнительная размерность трёхмерной культуры способна лучше раскрыть характеристики опухолевых клеток, в том числе их формы, генетику, пролиферацию и способность к экспрессии белков.

«В дальнейшем мы сможем использовать эти 3D модели для изучения развития, инвазии, метастазирования и лечения рака с использованием конкретных раковых клеток от пациентов, – рассказывает исследователь Вэй Сунь (Wei Sun) из Дрексельского университета. – Также с помощью этих моделей мы сможем проверять эффективность и безопасность новых методик лечения рака и новых медицинских препаратов».

Научная статья была опубликована в издании Biofabrication, она также доступна в виде PDF-файла.