Израильские биологи распечатали раковую опухоль на 3D-принтере

Глиобластома — невероятно агрессивная и опасная опухоль мозга. Ее лечение крайне затруднено, требует применения лучевой и химиотерапии, с вредными эффектами которых ослабленный организм пациента справляется далеко не всегда. Недаром медики пробуют бороться с глиобластомой даже с помощью опасных вирусов, включая Эболу и полиовирус.

Ученые активно исследуют этот вид рака и ищут новые средства борьбы с ним. Однако для этого приходится использовать образцы тканей, забранные у больных, и выращивать их in vitro, «в пробирке». В таких условиях глиобластома часто ведет себя совершенно иначе, нежели в «естественном» окружении. Например, в мозге опухоль вырабатывает белок Р-селектин, что стимулирует соседние клетки микроглии не противодействовать ей, а, наоборот, поддерживать и снабжать питательными веществами, словно здоровые нейроны.

«Мы находим белок в опухолях, удаленных хирургически, но не в глиобластоме, которая выращивается на плоских чашках Петри в лаборатории, — отмечает Ронит Сачи-Файнаро (Ronit Satchi-Fainaro) из Тель-Авивского университета. — Причина в том, что рак, как и обычные ткани, на пластиковой поверхности ведет себя совершенно иначе, чем в человеческом теле. Около 90 процентов всех экспериментальных препаратов отбрасывается, поскольку успешные результаты, полученные в лаборатории, не воспроизводятся на живых пациентах».

Именно поэтому Сачи-Файнаро и ее коллеги решили создать более адекватную лабораторную модель глиобластомы. Для этого они обратились к 3D-печати живыми клетками, а в качестве «чернил» использовали астроциты, микроглию и саму опухоль, образцы которой забрали у пациента-добровольца. Кроме того, использовали клетки, выстилающие сосуды, — для создания кровеносной сети, — и белки межклеточного матрикса, полученные у того же пациента. Отчет об этой работе представлен в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

3D-биопринтер позволил воссоздать глиобластому в естественном окружении матриксных белков и капилляров. Ученые проверили модель с помощью Р-селектина, добавляя в среду его ингибитор. Это приводило к замедлению роста опухоли «в пробирке», тогда как на обычных моделях глиобластомы, просто выращенных в чашке Петри, такого эффекта не наблюдали. Секвенирование генома распечатанной опухоли также показало, что ее ДНК ближе к «естественной», чем у обычных моделей, которые быстро меняются, оказавшись на плоской поверхности.

Авторы замечают, что их технология может стать не только более точным инструментом исследования глиобластомы, но и средством индивидуальной терапии. «Можно забрать образцы тканей у пациента вместе с межклеточным матриксом, а затем с помощью 3D-биопринтера распечатать сотню крошечных опухолей, чтобы проверить, какие препараты и в каких сочетаниях будут наиболее эффективны в этом конкретном случае», — объясняет Ронит Сачи-Файнаро.