Вчені вивчають поширення ракових клітин за допомогою 3D-друку

Експерименти над тваринами в медичних цілях викликають багато питань, особливо етичних. Ось чому команда вчених з Інституту Генрі Ройса друкує кісткові структури на 3D-принтері для вивчення різних форм раку. Мета полягає в тому, щоб побачити, як ракові клітини розвиваються в середовищі, що нагадує кісткову тканину. Таким чином кількість випробувань на тваринах значно скорочується, а дослідники можуть пришвидшити та збільшити кількість своїх випробувань. 

В медичній сфері 3D-технології часто використовуються для проведення досліджень і кращого розуміння певних патологій. Вони дозволяють створювати індивідуальні структури з використанням різноманітних матеріалів, що полегшує культивування клітин усіх видів. Крім того, ці конструкції можуть бути спроєктовані відповідно до місцевих потреб і, в принципі, за короткий час. 

Команда Інституту Генрі Ройса друкує кісткові структури на 3D, щоб вони служили «домівкою» для ракових клітин, зокрема клітин раку молочної залози. Мета — вивчити, як вони розмножуються в тканинах. Для цього вони використовують два матеріали PLGA і HA-PLGA. PLGA — біорозкладаний полімер, який є основою моделі кістки. Другий являє собою суміш PLGA і гідроксиапатиту, природно присутнього в кістці. Це робить модель більш реалістичною, а середовище ближче до природної кісткової тканини.

Переважною технологією для цієї роботи було моделювання плавленого осадження (FDM), що дозволило команді значно скоротити витрати. За словами команди, 3D-принтер коштував би менше 1000 євро, порівняно з тисячами євро, якби вони вибрали 3D-біопринтер. Насправді будівельні ліси друкують на 3D, щоб сприяти вирощуванню клітинних культур і таким чином зрозуміти поширення ракових клітин. Якщо бути більш точним, дослідники розміщують стовбурові клітини, які називаються мезенхімальними стовбуровими клітинами кісткового мозку, які здатні трансформуватися в будь-яку бажану клітину. Фатіх Ероглу, один із науковців, додає: «Це ніби дати цим клітинам ідеальне середовище, щоб вони стали тими, ким вони нам потрібні. Наші перші результати показують, що клітини не просто виживають, але створюють реалістичне середовище, схоже на кістку, яке ми можемо використовувати для вивчення метастазів раку.

Початкові тести показали позитивні результати. Клітини здатні прикріплюватися до каркаса, рости і розмножуватися. Вони перетворюються на кісткові клітини, даючи вченим можливість вивчати взаємодію ракових клітин із кістковою тканиною. Більш етична альтернатива експериментам на тваринах.

«Ми не просто будуємо каркаси, ми створюємо нові способи вивчення хвороб і випробування методів лікування, які можуть зменшити тестування на тваринах і водночас прискорити прогрес у дослідженнях», — підсумовує Фатіх Ероглу.