新的成像技術(shù)使 3D 打印腦腫瘤的研究成為可能

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是復(fù)雜的、快速生長的惡性腦腫瘤，由各種類型的細(xì)胞組成。即使采用積極治療(通常包括手術(shù)、放療和化療)，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤也難以治療，平均生存期為 11-15 個(gè)月。

在Science Advances發(fā)表的研究中，倫斯勒生物醫(yī)學(xué)工程教授 Xavier Intes 加入了東北大學(xué)和西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)，展示了一種以低成本結(jié)合膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞生物打印和成像的方法- 更緊密地模擬人體內(nèi)部發(fā)生的事情的有效方法。

“有必要了解膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的生物學(xué)和復(fù)雜性，”Intes 說，他也是倫斯勒醫(yī)學(xué)建模、模擬和成像中心 (CeMSIM) 的聯(lián)合主任。“眾所周知，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的構(gòu)成非常復(fù)雜，這可能因患者而異。”

為了創(chuàng)建他們的 3-D 腫瘤細(xì)胞模型，東北大學(xué)生物工程副教授戴國豪領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)用患者來源的腫瘤細(xì)胞制作了生物墨水，并將它們與血管一起打印出來。該脈管系統(tǒng)使打印的組織得以存活和成熟，使研究人員能夠在幾個(gè)月內(nèi)對其進(jìn)行研究。

生物打印的血管還為治療藥物提供了通道——在這種情況下，是化療藥物替莫唑胺。在體內(nèi)，由于血腦屏障，藥物向膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的輸送特別復(fù)雜，血腦屏障是一種阻止大多數(shù)物質(zhì)到達(dá)大腦的細(xì)胞壁。因?yàn)樗梢愿咏貜?fù)制這種障礙，所以該團(tuán)隊(duì)的方法比直接將療法注射到細(xì)胞中可以更準(zhǔn)確地評估藥物的有效性。

“這是非常強(qiáng)大的生物打印的獨(dú)特部分，”Intes 說。“它更接近體內(nèi)會(huì)發(fā)生什么。”

為了查看治療劑是否進(jìn)入膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞并發(fā)揮作用，Intes 和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種專門技術(shù)，可以通過裝有組織的厚有機(jī)玻璃容器在細(xì)胞水平上快速拍攝生物打印組織的圖像——并且可以使用盡可能少的光來這樣做，以免損壞細(xì)胞。

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