圖片來(lái)源：Purdue University photo/Altug Ozcelikkale

通過(guò)微流體裝置模擬體內(nèi)腫瘤環(huán)境，用于測(cè)試癌癥療法，作為一個(gè)非常有潛力的藥物篩選工具，它可以在很大程度上替代動(dòng)物研究。

普渡大學(xué)教授機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)工程Bumsoo Han教授表示，微流體裝置的長(zhǎng)期目標(biāo)是與患者身體上活檢的癌細(xì)胞相結(jié)合，用于測(cè)試不同藥物對(duì)于患者身上衍生出的癌細(xì)胞的治療是否有效。

“有很多種不同類型的化療藥，因此，臨床醫(yī)生也許可以縮小這個(gè)范圍，找到那些相對(duì)比之下更加有效的藥物，”他說(shuō)。“成功的藥物遞送以及克服耐藥性，對(duì)于目前的臨床癌癥治療和管理來(lái)說(shuō)是主要的挑戰(zhàn)。為了解決這一問(wèn)題，我們開發(fā)了芯片上的腫瘤微環(huán)境（T-MOC）。”

這款設(shè)備的尺寸大約4.5平方厘米（1.8英寸），并且包含了“微流體”孔道。癌細(xì)胞被培養(yǎng)在孔道內(nèi)三維的“細(xì)胞外基質(zhì)”中。實(shí)驗(yàn)同時(shí)納入“間質(zhì)液體”，間質(zhì)液體是存在于腫瘤中的，往往被認(rèn)為是藥物遞送的一道障礙。

耐藥和其它腫瘤亞型的存在是化療有效性的重要瓶頸。癌細(xì)胞產(chǎn)生多重耐藥性蛋白，將抗癌藥物泵出細(xì)胞外，幫助癌細(xì)胞在化療藥物的治療下存活下來(lái)。有了這樣的一個(gè)微流體裝置，很好的模擬了癌細(xì)胞所來(lái)自的腫瘤微環(huán)境，因而，它可以作為一個(gè)應(yīng)用于“精準(zhǔn)醫(yī)療”的工具。因?yàn)椋@項(xiàng)工具可以用于對(duì)特定患者個(gè)體以及特定癌癥類型的治療研究。

新的研究發(fā)現(xiàn)詳細(xì)發(fā)表在一篇論文中，刊登在11月的《Journal of Controlled Release》上。論文的第一作者是普渡大學(xué)博士后研究助理Altug Ozcelikkale。

這項(xiàng)研究旨在開發(fā)一個(gè)藥物篩選平臺(tái)模擬多重的藥物抗性機(jī)制，并與現(xiàn)在研究的金標(biāo)準(zhǔn)-小型動(dòng)物研究進(jìn)行驗(yàn)證，Han表示。 

研究人員使用常用化療藥物阿霉素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并且還測(cè)試了阿霉素以傳統(tǒng)形式和納米藥物形式遞送上的差異。

研究人員先證明了T-MOC設(shè)備能夠區(qū)分不同種類的癌細(xì)胞。在最近的發(fā)現(xiàn)中，團(tuán)隊(duì)展示了在T-MOC和小鼠中，分別測(cè)試了兩種乳腺癌細(xì)胞MCF-7以及MDA-MB-231的藥物有效性。

調(diào)查結(jié)果還顯示，T-MOC能夠模擬“血漿清除”，這是一種身體反應(yīng)機(jī)制，抗癌藥物經(jīng)過(guò)肝臟和腎臟的過(guò)濾，只允許少量的到達(dá)腫瘤。

此外，阿霉素抗性的分子機(jī)制與在小鼠中的相一致，Han說(shuō)。在T-MOC培養(yǎng)的兩個(gè)細(xì)胞系與在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基中培養(yǎng)的對(duì)照組相比，都表現(xiàn)出了對(duì)藥物抗性的增長(zhǎng)，這與在小鼠體內(nèi)獲得的結(jié)果相同，表明它更接近與真實(shí)的生命中所獲得結(jié)果。

“這證實(shí)了T-MOC對(duì)體內(nèi)藥物反應(yīng)的預(yù)測(cè)能力,”Han說(shuō)。“這項(xiàng)T-MOC的初始特征表明其引領(lǐng)藥物的有效性測(cè)試變革的潛力。”

微流體裝置使得藥物在真正應(yīng)用于臨床前，有了一個(gè)極具潛力和參考價(jià)值的評(píng)估工具。未來(lái)研究人員的工作，將擴(kuò)展至研究不同的癌癥類型，包括胰腺癌和前列腺癌。

參考資料：

[1] 'Microfluidic' device simulates cancertreatment as effectively as research animals

[2] Microfluidic Device for Onco ChemoTesting

（文章來(lái)源：康健新視野康健新視野康健新視野康健新視野康健新視野 科學(xué)網(wǎng)科學(xué)網(wǎng)轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系刪除）