3D‑bioprinting kan øke vår forståelse av legemiddelsrespons hos kreftpasienter

Bioprinting tilbyr en rekke fordeler som forskere fortsatt utforsker. Den bruker en kombinasjon av levende celler, bio‑blekk og 3D‑utskriftsmetoder for å lage komplekse strukturer som organer eller hudvev som kan inkuberes og brukes til testformål. Nå ønsker et team av ingeniører fra Pohang University of Science and Technology (POSTECH) å utnytte denne teknologien for å forbedre sporing av legemiddelsrespons hos kreftpasienter. Her er det du trenger å vite.

BioPrinting

Bioprinting er kulminasjonen av teknologiske og medisinske gjennombrudd gjennom det siste århundret. Etter hvert som medisinske forskere begynte å forstå cellestruktur og de første laboratoriedyrkede implantatene dukket opp, begynte bioprinting å ta form. I dag integrerer bioprinting AI‑forskning og avanserte utskriftsmetoder med mål om en dag å kunne skrive ut ben, vaskulære nettverk, ører, eksoskjeletter, blodkar, vev og organer.
Bioprintere spiller en viktig rolle i å lage prøver. Disse prøvene gjør det mulig for medisinske forskere å utføre tester på levende celler i sanntid. De kan produseres raskt og i store mengder, noe som muliggjør omfattende testing av behandlinger og medisiner. Det er disse egenskapene som fikk ingeniører til å vurdere å bruke disse enhetene til å lage personlige krefttestprøver fra pasienter.

Current Methods of Testing Drug Responses in Patients

For å sikre sikkerhet må legemiddelfabrikanter fullføre flere studier og tester på produktene sine. Det finnes to vanlige metoder for å utføre dette, genpanel‑baserte tester og pasient‑avledede xenograft‑tester. Disse systemene utnytter tumorheterogenitet som en del av tilnærmingen.

Tumor Heterogeneity

De fleste kreftbehandlingsprosedyrer baserer seg på tumorheterogenitet for bedre å forstå deres virkninger. Dette begrepet refererer til den cellulære sammensetningen av tumoren. Ikke alle celler er like, noe som betyr at forskere må forstå alle cellene for å sikre at behandlingen er mest mulig effektiv i å drepe tumoren.

Gene Panel-based Tests

Genpanel‑basert testing undersøker flere gener samtidig for å finne mutasjoner. Denne testen gjør det mulig for forskere å identifisere genetiske mutasjoner som kan indikere om en behandling sannsynligvis vil være effektiv for en spesifikk pasient.

Patient-Derived Xenograft (PDX)

Pasient‑avledede xenograft refererer til en metode der tumorceller transplanteres til mus. Denne tilnærmingen skaper et gunstig miljø for tumoren å vokse i, noe som gjør det mulig for forskere å teste og studere effektene av behandlingen. Merk at det nå finnes tusenvis av PDX‑modeller i bruk, noe som gjør dette til en av de mest effektive metodene i dag.

Drawbacks

De nåværende metodene for å teste behandlingsvirkning har flere ulemper. For det første krever de begge mye tid. I tilfelle av PDX kan det ta opptil 8 måneder å dyrke og teste behandlinger. I tillegg varierer innavlingsraten fra 25 % til 75 %.
Når det gjelder genpanel‑baserte tester, finnes det ytterligere risikoer, som muligheten for at ufullstendig eller uønsket genetisk informasjon blir samlet inn. Til slutt er begge metodene kostbare å gjennomføre.

Bioprinting Drug Response Study

The study “Prediksjon av pasientens legemiddelsrespons via 3D‑bioprintet gastrisk kreftmodell med pasient‑avledet vevsbelastet vevs‑spesifikt bio‑blekk”¹ publisert i det internasjonale tidsskriftet Advanced Science fremhever bruken av en 3D‑printet gastrisk kreftmodell som kan forutsi kjemoterapiets effekt gjennom ex‑vivo‑kulturer avledet fra kreftpasienter. Merk at de nye pasient‑spesifikke prekliniske modellene kan brukes til nøyaktig å forutsi en pasients legemiddelsrespons på mye kortere tid enn tidligere metoder.

Gastric Cancer (GC)

Forskerne valgte å teste modellen sin på gastrisk kreftceller. Gastrisk kreft er blant de 10 ledende dødsårsakene, noe som gjør den til et ideelt testobjekt for studien. De begynte med å bioprinte vevs‑spesifikke bio‑blekk som inneholdt pasient‑avledede tumorbiter.

Kilde – POSTECH (Pohang University of Science and Technology)