По словам Бумсу Хан, сотрудника Университета Пердью, новая система, называемая устройством «опухоль-микросреда на чипе» (T-MOC), позволит исследователям изучать сложную среду, окружающую опухоли, и барьеры, препятствующие целевой доставке терапевтических агентов. профессор машиностроения.Исследователи пытаются усовершенствовать методы «адресной доставки» с использованием различных агентов, включая набор крошечных структур нанометрового размера, для избирательного поражения опухолевой ткани.
Один из подходов состоит в создании наночастиц, достаточно малых, чтобы проходить через поры в кровеносных сосудах, окружающих опухоль, но слишком больших, чтобы проходить через поры сосудов в здоровой ткани. Эндотелиальные клетки, из которых состоят здоровые кровеносные сосуды, хорошо организованы и имеют небольшие поры в плотных контактах между ними. Однако эндотелиальные клетки в кровеносных сосудах вокруг опухолей нерегулярны и деформированы, с более крупными порами в промежутках между клетками.
«Считалось, что если наночастицы были спроектированы так, чтобы иметь правильный размер, они могли бы выборочно двигаться только к опухоли», — сказал Хан.Однако есть одно осложнение, препятствующее успеху этой стратегии, состоит в том, что давление «интерстициальной жидкости» внутри опухолей выше, чем в окружающей здоровой ткани. Это большее давление вытесняет большинство агентов доставки лекарств и визуализации, и лишь небольшой процент из них достигает опухоли-мишени.
Новые результаты исследований показывают, что система T-MOC способна моделировать сложную среду вокруг опухолей и предоставлять подробную информацию о том, как наночастицы перемещаются в этой среде.
Такая информация может помочь в совершенствовании методов адресной доставки.Результаты подробно описаны в исследовательском документе, который появится в сети в этом месяце и будет опубликован в печатном выпуске журнала Controlled Release в ноябре.
Автором статьи является научный сотрудник, получивший докторскую степень Бонгсоп Квак; аспиранты Алтуг Озчеликкале и Кристал С. Шин; Кинам Парк, заслуженный профессор биомедицинской инженерии и профессор фармацевтики; и Хан.Чип T-MOC имеет площадь около 4,5 см (1,8 дюйма) и содержит «микрофлюидные» каналы, в которых культивируются опухолевые клетки и эндотелиальные клетки. Чип также включает внеклеточный матрикс — губчатый, подобный каркасу материал, сделанный из коллагена, находящегося между клетками в живой ткани.
Новый чип предлагает альтернативу традиционным экспериментальным методам. Исследования с использованием раковых клеток в чашках Петри исключают сложную микросреду, окружающую опухоль, а исследования на животных не показывают точно, как предлагаемые методы лечения могут работать на людях.Однако, по словам Хана, система T-MOC может имитировать рак у человека.
Исследователи протестировали технологию на раке груди человека и эндотелиальных клетках и изучили, как наночастицы перемещаются в микросреде.Дальнейшая работа будет расширена до изучения противоопухолевых препаратов.
В конце концов, устройства можно будет использовать для выращивания опухолевых клеток у пациентов, чтобы оценить эффективность конкретных лекарств у этих людей.