Представьте ситуацию: вы приходите к врачу с серьёзным диагнозом, вам подбирают лекарство, которое блестяще показало себя в лаборатории. Но оно не работает. Знакомая история?
Для онкологов это не просто неудача, а ежедневная трагедия. Примерно 90% противораковых препаратов, которые успешно уничтожали клетки в чашке Петри, разбиваются о суровую реальность человеческого организма во время клинических испытаний .
Причина проста: раковая клетка, плавающая в питательном растворе на пластике, ведёт себя совсем не так, как её «сестра», живущая в агрессивной среде мозга или молочной железы.
Но, кажется, наука совершила гигантский скачок в решении этой проблемы. Группа учёных из Тель-Авивского университета под руководством профессора Ронит Сатчи-Файнаро не просто вырастила опухоль в пробирке, а напечатала её на 3D-принтере. И это полностью меняет правила игры .
Почему 2D-метод даёт сбои?
Чтобы понять гениальность открытия, нужно разобраться в проблеме «классической» онкологии. Десятилетиями исследователи выращивали раковые клетки в чашках Петри (так называемый 2D-метод).
Это плоская поверхность, на которой клетки чувствуют себя не так, как в теле. Представьте, что вы пытаетесь изучить поведение альпиниста, посадив его на диван. Примерно так же учёные пытались предсказать агрессивность опухоли.
Глиобластома - одна из самых смертоносных опухолей мозга - стала настоящим кошмаром для онкологов именно из-за своей непредсказуемости.
Профессор Сатчи-Файнаро поясняет: если взять образец такой опухоли и пересадить его разным лабораторным животным, реакция будет разной. У одного животного рак начнёт расти с бешеной скоростью, а у другого останется в «спящем» состоянии на всю жизнь.
Человек может умереть от старости, даже не подозревая, что в его мозге была бомба замедленного действия. На пластике же в чашке Петри все опухоли ведут себя одинаково - растут с одной скоростью, что делает прогнозы и тестирование лекарств крайне неточными .
3D-биопринтер: создана идеальная среда для убийцы
Команде профессора Сатчи-Файнаро потребовалось пять лет, чтобы воссоздать микро-вселенную опухоли. Они пошли дальше простого создания комка клеток.
Используя образцы тканей, взятые прямо из операционной нейрохирургического отделения медцентра Тель-Авива, учёные напечатали полноценную активную глиобластому в биореакторе .
Но самое интересное - это «инженерные коммуникации». Впервые напечатанная опухоль содержит не только раковые клетки, но и сложную сеть кровеносных сосудов (похожих на трубочки), через которые могут течь кровяные клетки и лекарства.
Вокруг опухоли воссоздан внеклеточный матрикс - та самая среда, которая в реальности окружает злокачественное новообразование и влияет на его поведение .
"Мы доказали, что наша трехмерная структура лучше подходит для прогнозирования развития опухоли и разработки лекарства. Выращенные в такой среде клетки были более похожи на живые раковые клетки, чем при выращивании в чашке Петри или на двумерном пластике." - делится результатами профессор.
Охота на «крота»: как теперь будут искать мишени
Самое увлекательное в этом исследовании - даже не тестирование старых препаратов, а поиск новых «целей». Представьте, что опухоль — это вражеский дот.
Раньше учёные палили по нью из всех орудий (общая химиотерапия), надеясь задеть жизненно важные узлы. Теперь же они могут залезть внутрь напечатанной копии и найти конкретный кабель (ген или белок), без которого враг не выживет.
В ходе исследования команда уже добилась успеха, нацелившись на белок P-селектин. Ранее этот белок не удавалось обнаружить в клетках, выращенных на пластике, но в 3D-модели он проявил себя, заставляя иммунные клетки мозга не атаковать рак, а помогать ему. Заблокировав этот белок, учёные смогли замедлить рост опухоли .
Мост к пациенту: от лаборатории к личности
Технология открывает дорогу к настоящей персонализированной медицине.
- Биопсия пациента: У больного берут образец опухоли и окружающих её здоровых тканей.
- Массовое производство: Из этого образца с помощью 3D-биопринтера создают сотни миниатюрных копий опухоли.
- Тест-драйв лекарств: На этих копиях испытывают десятки различных препаратов и их комбинаций, чтобы найти ту самую, которая убьёт рак конкретного человека .
Это не только повышает шансы на успех, но и экономит драгоценное время, которое пациенты часто теряют на попытки найти «работающее» лекарство методом проб и ошибок.
Взгляд в будущее: не только глиобластома
Хотя первые эксперименты проводились с раком мозга, технология универсальна. Учёные изучают возможность применения этого метода при лечении любых видов опухолей.
Ведь, как справедливо замечает профессор Сатчи-Файнаро, свойства ткани груди (жир) и кости (кальций) кардинально отличаются, и рак в них ведёт себя по-разному. Печать органоидов на гидрогеле, имитирующем конкретный орган, позволяет учитывать эти нюансы.
Стоит отметить, что израильская наука не стоит на месте. Борьба с раком ведётся по множеству фронтов. Например, недавно профессор Асаф Мади из того же Тель-Авивского университета получил совместный грант от ICRF и Американского института исследования рака (CRI) на разработку терапии TIL-клетками для лечения меланомы.
А профессор Рахель Поповцер из Университета Бар-Илан разрабатывает наночастицы золота для точной доставки лекарств в мозг.
Однако, технология 3D-печати активных опухолей с кровеносными сосудами, предложенная лабораторией Сатчи-Файнаро, является уникальным инструментом, который может объединить все эти разработки, став идеальным полигоном для их тестирования перед введением пациенту.
Осталось дождаться клинических испытаний, которые подтвердят эффективность метода в реальной врачебной практике.
Если они пройдут успешно, мы станем свидетелями революции, где слово «рак» перестанет быть приговором, а превратится в хроническое заболевание, которое можно контролировать с помощью лекарства, подобранного под вас лично.
У ВАС ВОЗНИКЛИ ВОПРОСЫ? В этом случае, наш врач - онколог владеющий русским языком, может провести консультацию, а также ответить на вопросы по-поводу лечения и диагностики в Израиле.
Благодарим вас за то, что дочитали нашу статью до самого конца. Надеемся, что она оказалась для вас полезной.
Подписчики нашего канала (если вы еще не подписаны, приглашаем вас это сделать) могут воспользоваться поддержкой в оплате лечения и диагностики в Израиле. Полный список льгот доступен по этой ссылке.
Просим вас соблюдать правила при написании комментариев, иначе они могут быть удалены.
Не забудьте подписаться и включить напоминание на нашем канале, чтобы получать уведомления о новых публикациях.
Спасибо за ваше внимание и понимание