Veel patiënten met alvleesklierkanker hebben slechts ongeveer 10% overlevingskans binnen vijf jaar na hun diagnose, omdat ze de neiging hebben resistent te worden tegen chemotherapie, eerdere studies hebben aangetoond.

Een "tijdmachine" die de ingenieurs van Purdue University hebben ontworpen om het gedrag van alvleesklierkanker in de loop van de tijd te observeren, suggereert een nieuwe benadering voor het testen van geneesmiddelen die wetenschappers zou kunnen helpen om resistentie beter op te vangen.

De onderzoekers ontdekten dat het testen van potentiële medicijnen op meerdere subtypes van tumorcellen - in plaats van op slechts één celsubtype - resistentie tegen geneesmiddelen kan onthullen die kan optreden als gevolg van hoe verschillende kankersubtypes met elkaar interageren.

De studie is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Royal Society of Chemistry Lab op een chip .

"Het proces voor het ontdekken en screenen van geneesmiddelen heeft één kankercelsubtype gebruikt en onderzocht hoe het interageert met naburige niet-kankercellen, maar dit kan de werkzaamheid van het medicijn overschatten, " zei Bumsoo Han, een Purdue-hoogleraar werktuigbouwkunde en programmaleider van het Purdue Center for Cancer Research. Han heeft een beleefdheidsafspraak in de biomedische technologie.

"Door de tijd te verkorten om te kijken naar hoe kankercellen interageren binnen een alvleeskliertumor, we ontdekten dat het ene kankercelsubtype niet alleen resistenter kan zijn tegen geneesmiddelen dan de andere, maar medicijngevoelige cellen kunnen ook resistent worden door interactie tussen de subtypen."

De "tijdmachine" is een soort laboratoriumhulpmiddel dat een microfluïdisch apparaat wordt genoemd. Deze apparaten zijn platforms ter grootte van een kauwgom, zoals een chip of dia, waar kankercellen kunnen worden gekweekt in kanalen die kleiner zijn dan een millimeter in diameter. De cellen groeien dan in een levensechte omgeving op het platform, zoals in een collageenbuis die het laboratorium van Han heeft gemaakt om de ductus pancreaticus na te bootsen.

Microfluïdische apparaten beginnen meer mainstream te worden in het ontwikkelingsproces van geneesmiddelen, omdat ze wetenschappers in staat stellen medicijnen te testen in realistische simulaties van een biologisch systeem met behulp van echte weefselmonsters, maar op een snellere tijdschaal dan in diermodellen.

Han's groep ontdekte dat ongeveer 25% van de onderzoekspublicaties van 2019 geïndexeerd door PubMed, een database met biomedische literatuur, hadden microfluïdische apparaten gebruikt als modellen om tumoren van dieren of patiënten te bestuderen.

Maar de meeste microfluïdische apparaten laten alleen tumorgroei in een laat stadium zien. Met het apparaat van Han, wetenschappers kunnen cellijnen van een diermodel of patiënt inladen voordat genmutatie heeft plaatsgevonden, waardoor ze alle stadia van tumorprogressie kunnen zien.

Hoewel bevindingen die met behulp van microfluïdische apparaten zijn gedaan, bij mensen moeten worden gevalideerd voordat ze in de klinische praktijk worden toegepast, ze kunnen het ontwikkelingsproces van geneesmiddelen nog steeds verkorten door nieuwe onderzoeksbenaderingen aan te bieden.

De bevindingen van het apparaat van Han benadrukken de noodzaak om interacties tussen kankercellen te bestuderen.

"Er is niet veel onderzoek gedaan naar wat voor soort interactie er plaatsvindt binnen tumoren, dus die mechanismen van resistentie tegen geneesmiddelen zijn over het hoofd gezien, "zei Han.

Deze bevindingen informeren nu al over de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen.

Zhong-Yin Zhang, de directeur van het Purdue Institute for Drug Discovery, gebruikt Han's microfluïdische apparaat om een ​​verbinding te testen die gericht is op het blokkeren van een oncogeen proces waarvan het laboratorium van Zhang eerder heeft vastgesteld dat het een rol speelt bij de ontwikkeling van kanker.

Het apparaat stelt het team van Zhang in staat om de verbinding niet alleen specifiek voor alvleesklierkanker te evalueren, maar ook op meerdere kankercelsubtypes.

"Het leuke van dit apparaat is dat we niet zoveel verbinding hoeven te gebruiken om te zien hoe goed het werkt, " zei Zhang, die ook een vooraanstaand hoogleraar medicinale chemie is in Purdue's Department of Medicinal Chemistry and Molecular Pharmacology en Department of Chemistry.