Der Kampf gegen den Krebs wird um einen neuen Meilenstein bereichert, und alles wird in 3D gedruckt.
Forscher der Universität Tel Aviv (TAU) sie haben gedruckt in 3D ein Hirntumor. Es ist nicht weit vom realen Modell entfernt: Es ist ein echtes aktives Glioblastom. Es ist einzigartig, in einer gehirnähnlichen Umgebung, komplett mit Blutgefäßen, die die Masse versorgen.
Der 3D-Druck eines Hirntumors könnte den Weg für die Entwicklung neuer Methoden (und die Forschung in simulierten Umgebungen) ebnen. Methoden zur Verbesserung der Behandlung und zur Beschleunigung der Entdeckung neuer Medikamente.
Die genaueste Nachbildung aller Zeiten eines Hirntumors
Laut den Forschern ist dies die bisher größte Nachbildung eines Hirntumors und des umgebenden Gewebes. Das erstellte 3D-Modell umfasst „ein komplexes System von Röhren ähnlich wie Blutgefäße. Durch sie können Blutzellen und Medikamente fließen, die einen echten Hirntumor simulieren.
Die außergewöhnliche Studie war in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Glioblastom und der Durchbruch
Das Glioblastom ist eine aggressive Krebsart, die sich im Gehirn oder Rückenmark bilden kann, und obwohl es selten sein kann, ist es besonders beängstigend, da es sich schnell entwickelt und fast immer tödlich ist. All dies macht die Behandlung extrem schwierig, weshalb die Therapie streng sein muss, mit Chemo- und Strahlentherapie, die die Patienten oft nicht einmal abschließen können.
Neue Medikamente könnten immer helfen. Die aktuellen Prozesse der Arzneimittelentwicklung sind jedoch zeitaufwendig und zeigen nicht, wie ein Arzneimittel im Körper eines Patienten wirken wird.
„Krebs verhält sich wie alle Gewebe in einer Petrischale oder einem Reagenzglas ganz anders als im menschlichen Körper“, sagt der leitende Forscher Prof. Ronit Satchi-Fainaro in einer Veröffentlichung. "Etwa 90 % aller Prüfpräparate scheitern in klinischen Studien weil der im Labor erzielte Erfolg bei Patienten nicht reproduziert wird".
3D-Druck eines Hirntumors
Um diese Probleme zu lösen, wandten sich TAU-Wissenschaftler dem 3D-Druck zu. Durch gründliche Forschung konnten sie das weltweit erste voll funktionsfähige 3D-Modell eines Hirntumors wie dem Glioblastom erstellen, komplett mit 3D-gedrucktem Krebsgewebe. und die umgebende Tumorumgebung, die seine Entwicklung beeinflusst.
Der "geformte" Tumor besteht aus einer Gelzusammensetzung von hirnähnlicher Konsistenz und verfügt über ein ausgeklügeltes System blutgefäßartiger Röhren, durch die Blutkörperchen und Medikamente fließen können. Auf diese Weise können Forscher sehen, wie sich ein echter Tumor bildet und auf Behandlungen reagiert.
Wie sieht das Behandlungsprotokoll aus?
„Der Prozess, bei dem wir einen Tumor eines Patienten bioprinten, besteht darin, dass Sie in den Operationssaal gehen, das Gewebe aus dem Tumor entnehmen und es basierend auf dem MRT dieses Patienten drucken“, erklärt Satchi-Fainaro. "Dann haben wir etwa zwei Wochen Zeit, um all die verschiedenen Therapien zu testen, um ihre Wirksamkeit für diesen bestimmten Hirntumor zu bewerten und eine Antwort darauf zu erhalten, welche Behandlung am besten geeignet ist."
100 Tumore, 100 Versuche
„Wenn wir eine Probe aus dem Tumor eines Patienten zusammen mit dem umgebenden Gewebe entnehmen, können wir 3 winzige Tumoren aus dieser Probe in 100D-Bioprinting drucken und viele verschiedene Medikamente in verschiedenen Kombinationen testen, um die optimale Behandlung für diesen spezifischen Tumor zu finden“, sagt der Forscher.
„Alternativ können wir zahlreiche Wirkstoffe an einem 3D-Bioprint-Tumor testen und entscheiden, welches als potenzielles Medikament für die weitere Entwicklung und Investition am vielversprechendsten ist.“
Die Forscher konnten mit ihrer neuen Technik auf einen bestimmten Proteinweg abzielen, der es dem Immunsystem ermöglicht, die Ausbreitung des Gehirntumors zu unterstützen, anstatt tödliche Krebszellen abzutöten. Als Ergebnis wurde das Wachstum des Glioblastoms verlangsamt und die Invasion gestoppt.
Wir haben gezeigt, dass sich unser 3D-gedrucktes Modell am besten für die Vorhersage der Behandlungswirksamkeit, die Entdeckung von Wirkstoffzielen und die Entwicklung neuer Wirkstoffe eignet.
Ronit Satchi-Fainaro
