Cellerna i våra kroppar lever i kväve, våta livsmiljöer med former och strukturer som är svåra att replikera i labbet. Nu visar en ny studie hur man med hjälp av hydrogeler snabbt kan skapa närliggande vävnadsmikroenvironments för att studera hur tumörer växer och beter sig.

Det nya materialet kommer att tillåta biologer att observera hur tumörceller växer och beter sig i en 3D-mikromiljö som är nästan som verklig vävnad.

Utvecklingen är ett viktigt steg mot en bättre förståelse för vad som händer i sjukdomar som cancer, där det blir allt tydligare att cellens mikromiljö kan påverka deras identitet, öde och funktion.

Forskare och ingenjörer vid University of Illinois i Urbana-Champaign beskriver det nya materialet och hur de testade det som en modell för att studera tumörbiologi i tidningen Avancerade material .

Teamet anser att den syntetiska 3D-mikromiljön de har utformat ligger någonstans mellan plastlabbplattan och djurmodeller som skapas genom att injicera möss med humana tumörceller.

För sin studie blandade forskarna bröstcancerceller och makrofager och såg hur de uppträdde ganska annorlunda i hydrogelen jämfört med nuvarande forskningsstandard: den plana hårda plastplattan.

Makrofager är celler i immunsystemet som normalt söker och förstör oönskade material som cellrester och bakterier. Forskning om cellsignaler tyder på att de kan vara involverade i spridningen av bröstcancer.

Metod producerar snabbt den önskade vävnadsarkitekturen

Motsvarande författare Kristopher Kilian, en materialvetenskap och ingenjörsprofessor, säger:

"Det här är verkligen första gången som det har visat sig att man kan använda en snabb metodik som detta för att spatialt definiera cancerceller och makrofager. Det är viktigt, för när du en gång har den arkitekturen kan du ställa grundläggande biologiska frågor."

De frågor som han noterar kan sträcka sig från grundläggande sådana som hur signalerar makrofagerna till bröstcellerna, till mer sofistikerade sådana, som kan vi använda droger för att störa den signaleringen?

Metoden kan skapa en syntetisk miljö "med en enkel koncentrisk strömningsenhet i ett enda steg" på cirka 15 minuter. Miljön efterliknar noggrant storleken och formerna av mikromiljön inuti vävnaden som undersöks och erbjuder ett "spektrum av geometriska arkitekturer", noterar författarna.

Teamet tror att verktyget inte bara hjälper forskare att göra bättre forskning, men det kommer också att hjälpa läkemedelsutvecklare att göra och testa droger mer effektivt.

Materialet är bättre än de läkemedelsutvecklare som för närvarande använder för att testa hur deras produkter påverkar celler. Till exempel kan de inte korrekt replikera 3D-naturen hos små nätverk av blodkärl som bär drogerna i vävnad. Lagets nya material kan göra nätverksformer som sträcker sig från rak till ormliknande, beroende på den angivna vävnaden.

"Mikromiljön har faktiskt en betydande inverkan på hur cellerna svarar på ett läkemedel," konstaterar första författare och doktorand Joshua Grolman. "Dessa företag kan ha nästa stora läkemedel, men de kanske inte vet det."

Teamet förutser också det nya verktyget som ett snabbt sätt att matcha den bästa behandlingen till patienten. Prof. Kilian beskriver ett potentiellt framtida scenario:

En patient går in och upptäcker att de har diagnostiserats med någon form av fast tumör. Du tar en biopsi av dessa celler, du lägger den in i den här enheten, odlar dem och ser hur de svarar på olika behandlingar."

Tidigare i år, Medical-Diag.com Lärde sig hur biologiskt nedbrytbara artificiella blodkärl fungerade bra i en studie där de implanterades på råttor. De konstgjorda blodkärlen tillverkades av ett nytt biomaterial som är mycket mer kompatibelt med kroppsvävnad. När blodkärlen blir befolkade med levande celler löser biomaterialet och ny levande vävnad tar över.

No Dead - Full Movie Zombie Subtitled (Video Medicinsk Och Professionell 2024).