Narodowy Instytut Onkologii: „To nowe perspektywy dla medycyny personalizowanej”
Współczesne badania nad nowotworami oraz przedkliniczne testowanie leków są oparte głównie na dwuwymiarowych hodowlach komórkowych (2D) oraz modelach zwierzęcych. Tego typu systemy nie oddają jednak złożoności mikrośrodowiska guzów nowotworowych człowieka ani rzeczywistych odpowiedzi guzów na leczenie. W rezultacie aż 90 proc. obiecujących terapii przeciwnowotworowych nie znajduje potwierdzenia w badaniach klinicznych.
W odpowiedzi na te ograniczenia w Zakładzie Biologii Nowotworów Narodowego Instytutu Onkologii, zespół badawczy w składzie: dr Agata Kurzyk, dr hab. Anna Szumera-Ciećkiewicz, dr Joanna Miłoszewskiej, dr hab. Magdalena Chechlińska, łącząc doświadczenie i wiedzę, opracował zaawansowane modele komórkowe oparte na technologii biodruku 3D. Modele umożliwiają odtworzenie warunków panujących w mikrośrodowisku guza i znacznie lepsze odwzorowanie sytuacji klinicznej, co ma kluczowe znaczenie dla testowania skuteczności leków oraz przewidywania ich działania.
Nowa era w testowaniu leków przeciwnowotworowych?
W celu zbadania, jak mikrośrodowisko guza kształtuje odpowiedź na leczenie, zespół porównał różne systemy komórkowe, uwzględniając zarówno zaawansowane modele, jak i tradycyjne podejścia.
– W naszym badaniu porównywałyśmy cztery różne modele raka skóry – tłumaczy dr Agata Kurzyk, kierownik projektu. – Z jednej strony stworzyłyśmy zaawansowany, biodrukowany model 3D. Z drugiej – analizowałyśmy prostsze modele: trójwymiarowe struktury zawierające wyłącznie komórki nowotworowe, klasyczne sferoidy oraz standardowe hodowle dwuwymiarowe. To pozwoliło nam sprawdzić, czy mikrośrodowisko nowotworu – czyli złożone komponenty guza – wpływa na odpowiedź na leczenie i który z tych modeli najlepiej odzwierciedla warunki panujące w guzie – dodaje.
Biodrukowane modele 3D hodowano nawet przez 4 miesiące, co umożliwiło długotrwałą obserwację zmian morfologicznych i strukturalnych zachodzących w odpowiedzi na leczenie. Jak podkreśla badaczka, to właśnie dłuższy czas hodowli oraz obecność kluczowych komponentów mikrośrodowiska, sprawiają, że modele 3D znacznie lepiej niż klasyczne hodowle odwzorowują rzeczywiste warunki panujące w guzach nowotworowych.
Wyniki badań potwierdzają ogromny potencjał biodrukowania 3D jako narzędzia do testowania nowych terapii onkologicznych. Opracowanie zaawansowanych modeli nowotworowych pozwoli nie tylko trafniej oceniać skuteczność leków, ale także zrozumieć złożone interakcje między komórkami nowotworowymi a ich mikrośrodowiskiem, co przyczyni się do dalszego rozwoju medycyny spersonalizowanej.
Publikacja zespołu badaczek została uznana w 2024 roku przez firmę Cellink – światowego lidera w dziedzinie biodrukowania – za jedną z trzech najważniejszych prac naukowych w tym obszarze.