Disiplinlerarası araştırmacılardan oluşan uluslararası bir ekip, karmaşık kanserlerin daha iyi 3 boyutlu modellenmesi için başarılı bir yöntem oluşturdu. Waterloo Üniversitesi merkezli ekip, en son biyobaskı tekniklerini sentetik yapılar veya mikroakışkan çiplerle birleştirdi. Yöntemin, laboratuvar araştırmacılarının heterojen tümörleri daha doğru bir şekilde anlamalarına yardımcı olması bekliyor.
Geleneksel olarak, tıp pratisyenleri bir hastanın tümöründen biyopsi alır, hücreleri çıkarır ve daha sonra bunları laboratuvardaki düz petri kaplarında yetiştirirdi. Uygulamalı matematik doktora sonrası araştırmacısı ve çalışmanın baş yazarı Nafiseh Moghimi, “Elli yıl boyunca biyologlar tümörleri bu şekilde anladılar. Fakat on yıl önce, insan denemelerinde tekrarlanan tedavi başarısızlıkları, bilim insanlarının 2 boyutlu modelin vücuttaki gerçek tümör yapısını yansıtmadığını fark etmesine neden oldu.” dedi.
Ekibin araştırması, yalnızca bir tümörün karmaşıklığını yansıtmakla kalmayıp aynı zamanda çevresindeki ortamı da simüle eden bir 3 boyutlu model oluşturarak bu sorunu çözüyor. Uygulamalı matematik profesörü Mohammad Kohandel'in gözetiminde Matematiksel Tıp Laboratuvarı'nda gerçekleştirilen araştırma, çeşitli disiplinlerden gelen gelişmeleri birleştirdi. Moghimi, “Kanada'da çok çok yeni bir şey yaratıyoruz. Belki sadece birkaç laboratuvar bu araştırmaya yakın bir şey yapıyordur.” dedi. Ekip ilk olarak polimer "mikroakışkan çipler" yarattı: kan akışını ve hastanın tümörünü çevreleyen diğer sıvıları taklit eden kanallarla kazınmış küçük yapılar.
Daha sonra ekip, birden fazla türde kanser hücresi yetiştirdi ve bu hücre kültürlerini kendi özelleştirilmiş biyomürekkeplerinde askıya aldı: hücre kültürlerini canlı tutmak için tasarlanmış jelatin, aljinat ve diğer besinlerden oluşan bir kokteyl. Son olarak, farklı türdeki kanser hücrelerini hazırlanan mikroakışkan çiplerin üzerine katmanlamak için bir ekstrüzyon biyoyazıcı (3D yazıcıya benzeyen ancak organik malzeme için bir cihaz) kullandılar. Sonuç, bilim insanlarının daha sonra çeşitli kemoterapi ilaçları gibi farklı tedavi yöntemlerini test etmek için kullanabileceği, karmaşık kanserlerin canlı, üç boyutlu bir modeli oldu.
Moghimi ve ekibi özellikle meme kanserinin karmaşık modellerini yaratmakla ilgileniyor. Kadınlarda cilt kanserinden sonra en sık görülen kanser türü meme kanseridir. Meme kanserinin tedavisi özellikle zordur çünkü metastaz yaptığında birden fazla hücre tipini içeren karmaşık tümörler olarak görünür. Tümörün tamamını doğru bir şekilde temsil etmek için bir veya iki biyopsiden alınan hücrelere güvenmek, etkisiz tedavi planlarına ve kötü sonuçlara yol açabilir. 3D baskılı tümör modelleri, yeni teknolojinin ileri evre meme kanseri gibi ciddi durumlar için nasıl daha hızlı, daha ucuz ve daha az ağrılı tedavilere olanak sağladığını örnekliyor.
Geleneksel olarak, tıp pratisyenleri bir hastanın tümöründen biyopsi alır, hücreleri çıkarır ve daha sonra bunları laboratuvardaki düz petri kaplarında yetiştirirdi. Uygulamalı matematik doktora sonrası araştırmacısı ve çalışmanın baş yazarı Nafiseh Moghimi, “Elli yıl boyunca biyologlar tümörleri bu şekilde anladılar. Fakat on yıl önce, insan denemelerinde tekrarlanan tedavi başarısızlıkları, bilim insanlarının 2 boyutlu modelin vücuttaki gerçek tümör yapısını yansıtmadığını fark etmesine neden oldu.” dedi.
Ekibin araştırması, yalnızca bir tümörün karmaşıklığını yansıtmakla kalmayıp aynı zamanda çevresindeki ortamı da simüle eden bir 3 boyutlu model oluşturarak bu sorunu çözüyor. Uygulamalı matematik profesörü Mohammad Kohandel'in gözetiminde Matematiksel Tıp Laboratuvarı'nda gerçekleştirilen araştırma, çeşitli disiplinlerden gelen gelişmeleri birleştirdi. Moghimi, “Kanada'da çok çok yeni bir şey yaratıyoruz. Belki sadece birkaç laboratuvar bu araştırmaya yakın bir şey yapıyordur.” dedi. Ekip ilk olarak polimer "mikroakışkan çipler" yarattı: kan akışını ve hastanın tümörünü çevreleyen diğer sıvıları taklit eden kanallarla kazınmış küçük yapılar.
Daha sonra ekip, birden fazla türde kanser hücresi yetiştirdi ve bu hücre kültürlerini kendi özelleştirilmiş biyomürekkeplerinde askıya aldı: hücre kültürlerini canlı tutmak için tasarlanmış jelatin, aljinat ve diğer besinlerden oluşan bir kokteyl. Son olarak, farklı türdeki kanser hücrelerini hazırlanan mikroakışkan çiplerin üzerine katmanlamak için bir ekstrüzyon biyoyazıcı (3D yazıcıya benzeyen ancak organik malzeme için bir cihaz) kullandılar. Sonuç, bilim insanlarının daha sonra çeşitli kemoterapi ilaçları gibi farklı tedavi yöntemlerini test etmek için kullanabileceği, karmaşık kanserlerin canlı, üç boyutlu bir modeli oldu.
Moghimi ve ekibi özellikle meme kanserinin karmaşık modellerini yaratmakla ilgileniyor. Kadınlarda cilt kanserinden sonra en sık görülen kanser türü meme kanseridir. Meme kanserinin tedavisi özellikle zordur çünkü metastaz yaptığında birden fazla hücre tipini içeren karmaşık tümörler olarak görünür. Tümörün tamamını doğru bir şekilde temsil etmek için bir veya iki biyopsiden alınan hücrelere güvenmek, etkisiz tedavi planlarına ve kötü sonuçlara yol açabilir. 3D baskılı tümör modelleri, yeni teknolojinin ileri evre meme kanseri gibi ciddi durumlar için nasıl daha hızlı, daha ucuz ve daha az ağrılı tedavilere olanak sağladığını örnekliyor.
Kaynak
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
