加拿大的科学家说,他们已经在实验室中创建了一个癌症,可以像卫生纸一样展开癌症,以使他们更好地了解癌细胞的生长和表现。
多伦多大学的研究人员说,癌细胞卷起的条带模仿了人体肿瘤所表现出的三维环境。但是,可以在几秒钟内将其拉开,以在寻找新的疗法和药物时进行分析。
以前,试图研究在实验室培养皿中生长的癌细胞很困难,因为平坦的二维环境与体内肿瘤生长的方式不同。
研究人员指出,在不断增长的肿瘤中,其中心的细胞经历与靠近周围血管的外表面相比,养分和氧气的获取降低了,这一差异会对细胞行为产生重大影响。学习发表在自然材料。
通过将癌细胞注入多孔的海绵状材料中,已经努力在实验室中模仿这一点,但是要研究内部发生的事情,需要一个艰苦的过程,即一一将结构的层剥离。
UT化学工程学教授艾莉森·麦吉根(Alison McGuigan)说,她与另一位工程教授拉达克里希南·马哈德万(Radhakrishnan Mahadevan)交谈后,她受到启发考虑了另一种方法。
“他想进行此分析,您必须在不到10秒内收集细胞。”说。 “这是工程问题:您如何以非常快速的方式分离细胞?”
在收集可能的实验室材料,例如滤纸,剪刀和培养皿,并思考如何快速组装和拆卸它们,但麦吉根(McGuigan)不停地开始将一条滤纸缠绕在她的一个手指上。
她说:“我低头看着它,意识到这就是你的做法。”
为了创建原型,研究人员用胶原蛋白(人体中存在的凝胶样组织)和癌细胞浸渍了一条多孔纸状物质。
长纸在金属的内核周围缠绕,以产生一种在富含营养的溶液中培养的工程肿瘤。
当实验室肿瘤解开时,研究人员能够迅速确定最内层和外层之间的差异。
“随着氧气水平的下降,层中的死细胞数量增加,因此细胞正在响应该氧梯度,”说化学工程博士生Darren Rodenhizer。
他说,虽然可以在像构建基块这样的3D多孔材料中观察到同样的东西,但这将是一个更长,更困难的过程。
他解释说:“如果有堆栈,您可以将其拆开,但是随后您将拥有所有这些分开的不连续的碎片来跟踪。” “我们有一层。”
McGuigan建议,这一过程可能会导致个性化治疗癌症。她继续解释说,这个概念将涉及使用患者的细胞并创建其肿瘤的副本,然后在使用展开过程时对这些副本进行分析并随后进行治疗,这将提供有关每个患者最有效的最佳信息。