弗吉尼亚理工大学研究人员的脑肿瘤环境3D模型可以帮助个性化治疗
Jennifer Munson和她的研究团队的胶质母细胞瘤肿瘤微环境模型可以帮助理解为什么癌症对治疗如此耐药，并且经常在手术后复发。
曼森实验室的博士后研究员Gabriela Mendes持有实验室开发的胶质母细胞瘤肿瘤微环境的3D模型的一个例子，该实验室开发了研究不同人的癌症如何对不同疗法的反应。摄影：Clayton Metz for Virginia Tech。
胶质母细胞瘤是一种罕见但致命的脑癌，非常坚固。外科医生切除肿瘤只是为了看到癌症凶猛地复发。化疗和放疗效果有限。大约一半的患者在18个月内死亡。
但现在弗吉尼亚理工大学的科学家们已经开发了一种新型的胶质母细胞瘤肿瘤微环境3D组织工程模型，可用于了解肿瘤返回的原因以及哪些治疗方法最有效地根除它们 - 直到患者特定的水平。
该模型及其发展在7月29日发表的一篇论文中进行了描述。自然合作伙伴期刊精准肿瘤学.
“我们的最终目标是开发一种个性化的医学方法，我们可以采取患者的肿瘤，在培养皿中建立肿瘤的模型，测试药物，并告诉临床医生哪种疗法最适合治疗它，”他说。詹妮弗·曼森，副教授VTC的弗林生物医学研究所和论文的通讯作者。
该模型是确定癌症新标志物和治疗方法的重要一步。使用新模型的研究已经确定了一种了解患者肿瘤的新措施，包括癌细胞自我更新和分化的能力，这是癌症对药物治疗如何反应的指标。
根据美国国家癌症研究所的数据，每年约有15，000人被诊断患有胶质母细胞瘤。
曼森，组织工程师，也是弗吉尼亚理工大学的副教授生物医学工程与力学系和弗吉尼亚理工大学癌症研究联盟，于2014年开始开发模型。虽然存在其他工程模型，但这个模型考虑了肿瘤细胞以外的细胞类型，以及肿瘤生长和扩散的空间，以及实际肿瘤微环境的其他方面。
Munson的模型通常与铅笔橡皮擦差不多大，可以更准确地重建该环境进行研究，包括中枢神经系统特有的细胞，如星形胶质细胞和小胶质细胞，以及基于患者发现的比例。
该模型还考虑了组织中细胞之间和周围的液体运动 - 称为间质液体流动 - 已知会增加肿瘤并加速癌症的扩散。模型中的流体流动还允许对药物治疗进行轻松测试。
微环境对于理解为什么胶质母细胞瘤如此难以治疗至关重要。虽然肿瘤可以被切除，但肿瘤细胞倾向于侵入周围组织，在那里它们变得更加有害或对治疗更具抵抗力，从而使癌症复发。
“我们希望尽可能地模仿这种环境，因为这是你以后用药物治疗或进行任何后续治疗的东西，”曼森说。
曼森和她的团队使用这些模型来测试不同治疗方法的影响，分析癌细胞如何侵入组织，它们如何增殖，它们自我更新的能力以及有多少细胞死亡。他们发现结果差异很大，这凸显了个性化医学方法对胶质母细胞瘤的重要性以及能够重建个体患者肿瘤微环境的价值。
“该模型可以帮助我们回答诸如以下问题：我们可以预测治疗反应吗?”“曼森说。“我们能看到这些不同的细胞类型如何促进肿瘤细胞行为，或者我们是否可以更好地了解这种微环境，使医生能够更有效地治疗通常生存机会较差的患者?”
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