Synthetisches tumorgewebe hilft modellkrebsbiologie


Synthetisches tumorgewebe hilft modellkrebsbiologie

Die Zellen unseres Körpers leben in squishy, ​​nassen Lebensräumen mit Formen und Strukturen, die schwer im Labor zu replizieren sind. Nun, eine neue Studie zeigt, wie, mit Hydrogelen, können Biologen schnell zu nahezu echten Gewebe Mikroumgebungen zu studieren, wie Tumoren wachsen und sich verhalten.

Das neue Material wird es Biologen ermöglichen zu beobachten, wie Tumorzellen wachsen und sich in einer 3D-Mikroumgebung verhalten, die fast wie echtes Gewebe ist.

Die Entwicklung ist ein wichtiger Schritt hin zu einem besseren Verständnis dessen, was bei Krankheiten wie Krebs passiert, wo es immer deutlicher wird, dass die Mikroumgebung von Zellen ihre Identität, ihr Schicksal und ihre Funktion beeinflussen kann.

Wissenschaftler und Ingenieure der Universität von Illinois in Urbana-Champaign beschreiben das neue Material und wie sie es als Modell zur Untersuchung der Tumorbiologie in der Zeitschrift getestet haben Fortgeschrittene Werkstoffe .

Das Team glaubt, dass die synthetische 3D-Mikroumgebung, die sie entworfen haben, irgendwo zwischen der Plastik-Laborplatte und Tiermodellen liegt, die durch Injektion von Mäusen mit menschlichen Tumorzellen entstehen.

Für ihre Studie vermischten die Forscher Brustkrebszellen und Makrophagen und beobachteten, wie sie sich im Hydrogel im Vergleich zum aktuellen Forschungsstandard ganz anders verhalten: die flache, harte Plastikplatte.

Makrophagen sind Zellen des Immunsystems, die normalerweise unerwünschte Materialien wie Zelltrümmer und Bakterien suchen und zerstören. Forschung auf Zell-Signalisierung deutet darauf hin, dass sie in die Ausbreitung von Brustkrebs beteiligt sein können.

Methode erzeugt schnell die gewünschte Gewebearchitektur

Entsprechender Autor Kristopher Kilian, ein Materialwissenschaftler und Ingenieurprofessor, sagt:

"Das ist wirklich das erste Mal, dass es sich gezeigt hat, dass man so schnell wie möglich eine schnelle Methodik einsetzen kann, um Krebszellen und Makrophagen räumlich zu definieren. Das ist wichtig, denn sobald man diese Architektur hat, dann können Sie grundlegende biologische Fragen stellen."

Die Fragen, die er bemerkt, können von grundlegenden wie z. B. wie die Makrophagen signalisieren, um die Brustzellen, an anspruchsvollere, wie können wir Drogen verwenden, um diese Signalisierung zu stören?

Die Methode kann in etwa 15 Minuten eine synthetische Umgebung "mit einer einfachen konzentrischen Strömungsvorrichtung in einem einzigen Schritt" erzeugen. Die Umgebung prägt die Größen und Formen der Mikroumgebung im Inneren des zu untersuchenden Gewebes genau und bietet ein "Spektrum geometrischer Architekturen", beachten Sie die Autoren.

Die Mannschaft glaubt, dass das Werkzeug nicht nur den Wissenschaftlern helfen wird, bessere Forschung zu machen, aber es hilft auch den Drogenentwicklern, Drogen effektiver zu machen und zu testen.

Das Material ist besser als die, die Drogenentwickler derzeit verwenden, um zu testen, wie sich ihre Produkte auf Zellen auswirken. Zum Beispiel können sie nicht genau replizieren die 3D-Natur von kleinen Netzwerken von Blutgefäßen, die die Drogen im Gewebe tragen. Das neue Material des Teams kann Netzwerk-Formen, die von gerade bis snake-like, je nach dem angegebenen Gewebe reichen.

"Die Mikroumgebung hat tatsächlich einen signifikanten Einfluss darauf, wie die Zellen auf ein Medikament reagieren", bemerkt der erste Autor und Schüler Joshua Grolman. "Diese Unternehmen könnten die nächste große Droge haben, aber sie können es nicht wissen."

Das Team sieht auch das neue Werkzeug als schnelles Mittel vor, um die beste Behandlung für den Patienten zu erfüllen. Prof. Kilian beschreibt ein mögliches zukünftiges Szenario:

Ein Patient geht hinein und findet heraus, dass sie mit einer Art festen Tumors diagnostiziert wurden. Sie nehmen eine Biopsie von diesen Zellen, Sie setzen es in dieses Gerät, wachsen sie und sehen, wie sie auf verschiedene Behandlungen reagieren."

Früher in diesem Jahr, Medical-Diag.com Gelernt, wie biologisch abbaubare künstliche Blutgefäße in einer Studie gut durchgeführt wurden, wo sie in Ratten implantiert wurden. Die künstlichen Blutgefäße wurden aus einem neuen Biomaterial hergestellt, das viel kompatibler mit Körpergewebe ist. Da die Blutgefäße mit lebenden Zellen bevölkert werden, löst sich das Biomaterial auf und das neue lebende Gewebe übernimmt.

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