康宁生物打印机助推癌症研究

 

科学家们如何通过模拟肿瘤推进精准医疗。

治疗癌症或模拟肿瘤都不是件容易的事,而精准医疗实验室的癌症研究人员想要两者兼顾。

这些研究科学家实际上是将源自癌症患者的细胞培养成微型肿瘤,最终目标是找到更高效的治疗方法。Corning® Matribot® 生物打印机有助于改进这一过程。

 
Corning® Matribot® 生物打印机功能强大,科学家可以利用它快速推进组织工程、再生医学和精准医疗等领域至关重要的生命科学研究。
 
 
 
 

Hui-Hsuan (Helen) Kuo是一名博士生,目前正与该领域的科学家团队合作。她所在的精准医疗实验室借助有关患者的特定肿瘤信息进行诊断、制定治疗方案、评估治疗效果或预后。

她解释说,生成这些患者来源肿瘤“类器官”(在研究实验室生成细胞群,用于模拟目标肿瘤)对于推进个性化医疗和改善预后至关重要。

Helen表示:“如果我得了结肠癌,而我的朋友也患有结肠癌,这并不意味着我们的肿瘤是一样的。它取决于基因突变以及我们自身的生物学差异和相应影响。正因如此,我们需要复制来自患者的肿瘤,以便利用体外模型了解患者特异性肿瘤对各种药物治疗的反应,然后再注入患者体内。总而言之,我们想要找出成功率最高的药物。”

 
 
 
类器官是由干细胞生成的三维模型,具有人体器官的一些关键特性,可供研究使用。
 

不过,在体外复制癌症组织或其他组织是一项艰巨的任务,需要构建复杂的3D模型,十分耗时费力。对于癌症诊断,患者最耗不起的就是时间。像Helen这样的研究人员一直在努力寻找能够更高效地培养类器官并更快获得结果的方法。

这项研究的目标是将类器官技术用于精准医疗——科学家能够向患者的医生推荐研究实验室中表现最好的治疗药物。

康宁的Matribot生物打印机可以在其中发挥重要作用。

在生成这些类器官时,许多步骤往往都是由科学家手动完成,十分费力,而且还会出现人为错误。利用Corning Matribot生物打印机,其中多个步骤可以实现半自动化,为研究人员节省了宝贵时间。Matribot生物打印机采用预设软件,有助于简化流程和实现标准化,能够让科学家用“生物墨水”分配出精准的形状,就如同标准3D打印机可以打印咖啡杯一样。

 
 
 
可以通过常用的“圆顶”方式来生成类器官模型(如图所示),而Corning® Matribot® 生物打印机有助于简化该过程并实现自动化。
 

Helen指出:“如果所有步骤都要手动完成,会非常费时费力,即便使用电动移液器,仍然需要耗费大量时间和精力。有了Matribot生物打印机,每次都能精确地进行打印,尺寸和位置保持不变,这对于正确构建细胞环境至关重要。”

一旦该团队将患者的肿瘤细胞培养成类器官后,就可以据此进行药物筛选。

康宁的3D细胞培养市场经理Elizabeth Abraham表示,这类3D细胞培养研究正变得越来越重要、越来越常见。

Elizabeth说道:“3D细胞培养有助于我们更深入地了解控制人体系统的细胞间和细胞基质间相互作用。作为行业领导者,康宁致力于提供各种先进工具,帮助研究人员构建更复杂、更具预测性的3D模型,从而推动对癌症等疾病的了解和治疗。”

该技术的潜在应用领域不断扩大。

 
科学家正在准备“打印”,进行细胞培养实验。
 

康宁科学家Hilary Sherman最近使用Matribot生物打印机重新制备了一份人体皮肤样本,通过构建角质形成细胞和成纤维细胞这两类对皮肤修复和再生至关重要的皮肤细胞,生成新的皮肤。她在康宁赞助的3D细胞培养峰会上展示了自己的研究成果,该会议于9月在纽约举办,包括Helen在内的众多科学家汇聚一堂,分享各自的研究并交流经验。

Elizabeth表示:“作为该领域的领导者,我们觉得有责任通过3D峰会等活动将其他顶尖科学家聚集在一起,继续在癌症研究等关键领域扩展疾病建模和药物筛选技术的应用范围。”

随着更多数据的出现,科学家的研究成果将会对健康状况产生深远影响,最终做到一次治疗多名患者。癌症研究人员可以对整套DNA进行测序,作为他们3D细胞培养工作的一部分。他们注意到了突变,发现了与这些突变相关的癌症类型以及治疗这类疾病的有效药物。这些细胞会保存在生物样本库中,其3D培养物可用于未来的研究。所有这些信息都会进入研究数据库并成为资源,有助于未来更快地为更多患者提供服务。

Helen对未来发展持乐观态度。

Helen表示:“我们会找到更好的癌症治疗方法。癌症目前仍是一种非常难治的疾病。它会不断发展变化,还很聪明,但我们可以通过精准医疗探索更好的疗法,从而帮助患者延长生命。”

想要了解更多详情? 请查看 video featuring interviews with precision medicine researchers.