Onderzoekers van de Universiteit van Kyoto hebben een nieuw 'tumor-on-a-chip'-apparaat ontwikkeld dat de omgeving in het lichaam beter kan nabootsen, de weg vrijmaken voor een betere screening van potentiële kankerbestrijdende geneesmiddelen.

De weg naar het ontdekken van medicijnen is nooit gemakkelijk. Wetenschappers en clinici kunnen jarenlang door tienduizenden potentiële verbindingen gaan om een ​​handvol levensvatbare kandidaten te vinden, alleen voor hen om te falen op klinisch niveau.

"Potentiële verbindingen worden getest met behulp van diermodellen en cellen die in een schaal worden gekweekt. die resultaten worden vaak niet overgedragen naar de menselijke biologie, " legt eerste auteur Yuji Nashimoto uit, voorheen van de Graduate School of Engineering, en nu aan de Tohoku University. "Verder, cellen op een schaal missen de driedimensionale structuur en bloedvaten, of vasculatuur, die het in leven houden. Dus, we kwamen met een plan om een ​​apparaat te bouwen dat deze problemen oplost."

Het apparaat, gerapporteerd in het journaal Biomaterialen , is zo groot als een munt met een putje van 1 mm in het midden. Deze put wordt geflankeerd door een reeks van 100 m 'microposts'. Het idee is dat in de middelste put een driedimensionale kweek van tumorcellen wordt geplaatst, en vervolgens worden cellen die bloedvaten vormen langs de microposten geplaatst. Gedurende een paar dagen groeien de vaten en hechten ze zich aan de cultuur.

"Deze 'perfuseerbare vasculatuur' stelt ons in staat om voedingsstoffen en medicijnen in het systeem toe te dienen om de omgeving in het lichaam na te bootsen, " vervolgt Nashimoto. "Dit stelt ons in staat een duidelijker beeld te krijgen van de effectiviteit van kankerbehandelingsverbindingen."

Deze perfusie hield de tumorcellen aanzienlijk gezond door de celproliferatie op peil te houden en de celdood laag. Vervolgens werd een medicijntest uitgevoerd waarbij het team een ​​​​antitumormedicijn in lage doses toedient. interessant, het medicijn was effectiever onder statische omstandigheden in vergelijking met wanneer voedingsstoffen door de tumorcellen stroomden.

In tegenstelling tot, de effecten van het medicijn werden krachtiger toen de stroom werd ingeschakeld en de dosering werd verhoogd. Ryuji Yokokawa, die het team leiden, legt uit dat de onverwachte resultaten bewijzen dat we rekening moeten houden met de balans tussen proliferatie van tumorcellen en de werkzaamheid van het medicijn onder stroomomstandigheden.

"We veronderstellen dat bij lage doses het voordeel van de nutriëntenstroom opweegt tegen het effect van het antitumormiddel. Het bewijst het belang van de bloedstroom in het vaatstelsel bij het screenen op medicijnen."

Hij concludeert, "Vanwege zijn grootte en bruikbaarheid, we hopen dat het nieuwe apparaat de tests van het ontelbare aantal potentiële nieuwe medicijnen kan versnellen. Hoewel er veel vragen blijven, we zijn blij dat we dit apparaat hebben ontwikkeld en hebben aangetoond dat driedimensionale geperfundeerde celcultuur van vitaal belang is voor de volgende stap in de ontdekking van geneesmiddelen."