《Cell》子刊:4D列印類器官 加速GBM腦癌精準藥物測試

2020/08/13
《Cell》子刊:4D列印類器官 加速GBM腦癌精準藥物測試
美國羅格斯大學癌症研究所研究團隊,於7月中出版的《Cell》子刊《iScience》中發表最新研究,透過4D列印技術做出可測試藥物效果的腫瘤類器官,有助攻克多形性膠質母細胞瘤。

美國羅格斯大學癌症研究所(Rutgers Cancer Institute)研究團隊,於7月中出版的《Cell》子刊《iScience》中發表腦癌類器官最新研究。(圖片來源:網路)

2020.08.13 環球生技雜誌 / 記者 吳培安 編譯

美國羅格斯大學癌症研究所(Rutgers Cancer Institute)研究團隊,於7月中出版的《Cell》子刊《iScience》中發表最新研究。該團隊利用從多形性膠質母細胞瘤(Glioblastoma Multiforme, GBM)患者身上取得的腫瘤細胞,透過4D列印技術,在20天內製作成可測試藥物效果的腫瘤類器官(organoid),進而發現某些藥物組合在腦癌類器官中展現協同效果(synergy)、可降低個別藥物的用量,做為臨床試驗規劃的參考。

這項研究是由羅格斯紐澤西州立大學醫學院副教授Hatem Sabaawy帶領。他們開發出的4D列印技術,結合了3D列印及熱感塑形記憶聚合物(thermo-responsive shape memory polymer),並使用取自患者的腫瘤細胞,將平面的細胞培養轉變為具有組織性質的立體結構,當成藥物測試平台。

研究團隊表示,腫瘤類器官的培養傳統上非常耗時、耗用實驗室資源,需要花上數個月完成多個步驟才能達成。不過他們開發的4D列印技術,可以在20天內完成。

此外,他們還選擇了最惡名昭彰的癌症之一——GBM作為確效的癌種。GBM是最常見的腦癌種類之一,其發作不分年齡、性別或人口族群,且即使透過手術或放射治療,也很容易復發,目前也缺少有效的精準醫療或免疫療法。現有最好的GBM療法,也只能讓患者平均存活15個月。

研究團隊發現,GBM類器官包含了多種細胞表型(cell phenotypes),和GBM患者關鍵的腫瘤細胞表型相似;此外,還能透過辨識分子特徵,形塑出GBM的遺傳次分群(genetic subtypes),來評估一線化療藥物temozolomide和其他分子標靶藥物的合併療法。

他們還進一步發現,靶向DNA損傷反應(DNA damage response)和PI3K/mTOR訊息傳遞路徑的藥物會起協同反應(act synergistically),可能可以避免temozolomide的毒性,同時降低達成抑制腫瘤所需的藥物濃度,有望開發為比現有標準療法、一線藥物更好的合併療法。

研究團隊認為,這種由患者腫瘤細胞培養而來的類器官模型,可以用來滿足合併療法或是新型療法的測試需求,且因為GBM本身組成相當複雜,這樣的模型有利於測試一次瞄準多個基因變異(multiple genomic alternation)的合併療法。

研究團隊認為,這項藥物協同作用的新發現可以立即應用在臨床試驗中;此外,除了GBM,也有應用在其他癌症的潛力。

他們期望,這項研究成果未來能夠開發成為CLIA認證的診斷技術,用於評估化療、標靶治療及免疫療法,加速臨床應用開發,帶來更多精準醫療和個人化治療的臨床試驗進展。

 

參考資料:
https://www.news-medical.net/news/20200812/Researchers-develop-novel-approach-for-utilizing-4D-printing-of-arrays-to-accelerate-drug-testing.aspx