Revolucija u ranom otkrivanju raka: 3D bioprintovanje i organi na čipu otvaraju nove mogućnosti
Sve ovo moguće je bez potrebe za eksperimentima na životinjama.
Zahvaljujući najnovijim dostignućima u 3D bioštampanju, organoidima i sistemima organa na čipu, izveštava ICT&health, naučnici sada mogu da posmatraju kako se rak razvija i to mnogo ranije nego ikada ranije. Ove napredne tehnologije, poznate kao metodologije novog pristupa (NAMs), menjaju način na koji proučavamo, otkrivamo i sprečavamo rak i otvaraju put personalizovanom lečenju.
Naučnici sa Instituta za rak Najt na Univerzitetu za zdravlje i nauku Oregona (OHSU) i njihove partnerske institucije objavili su pregledni rad koji ističe kako ove tehnologije bukvalno redefinišu istraživanje raka. Umesto da se oslanjaju na eksperimente na životinjama, istraživači sada koriste modele relevantne za ljude – tkiva uzgajana u laboratoriji, organe na čipu i kompjuterske simulacije – koji oponašaju stvarne biološke procese u ljudskom telu.
- Rano otkrivanje je jedan od najvažnijih faktora u preživljavanju raka. Zahvaljujući ovim tehnologijama, možemo bukvalno posmatrati kako se rak formira i napreduje, što otvara mogućnost ranije dijagnoze, pa čak i predviđanja razvoja bolesti - objašnjava prof. dr Luiz Bertasoni, direktor Centra za precizionu biofabrikaciju „Knight Cancer Precision Biofabrication Hub“ Univerziteta Ohajo.
Od 3D štampanih krvnih sudova do živih tumora
Bertasonijev tim je stekao međunarodno priznanje pre skoro decenije kada su razvili 3D bioštampanje krvnih sudova – dostignuće koje je časopis „Discover“ nazvao jednim od najvećih naučnih otkrića godine.
Danas koriste to znanje za stvaranje realističnih modela tumora u laboratoriji. Njegovi istraživači razvijaju mikrookruženja tumora na čipu koja blisko oponašaju kako se rak razvija unutar kostiju i drugih tkiva.
Takvi in vitro sistemi omogućavaju istraživačima da rekreiraju najranije faze formiranja tumora i prouče kako genetika, ćelije i okruženje utiču na progresiju bolesti. Takođe pomažu u otkrivanju biomarkera – ranih bioloških signala koji bi jednog dana mogli omogućiti otkrivanje raka pre nego što se pojave simptomi.
- Ovo je neverovatno uzbudljivo vreme za istraživanje raka. Po prvi put spajamo biologiju, inženjerstvo i kliničku medicinu na načine koji su ranije bili nezamislivi - kaže Bertasoni.
Šta se dešava u ranim fazama razvoja raka?
Jedan od najvećih izazova u onkologiji oduvek je bio razumevanje šta se dešava u najranijim trenucima kada zdravo tkivo počinje da se pretvara u kancerogeno. Uzorci tumora su retko dostupni pre nego što se bolest razvije, ostavljajući naučnike u mraku o samom početku procesa.
Sada, zahvaljujući naprednom inženjerstvu tkiva i NAM tehnologijama, ovi procesi se mogu verno rekreirati u laboratoriji.
U novom radu objavljenom u prestižnom časopisu Nature Reviews Bioengineering, vodeća autorka Hejli Helms, magistar nauka, istraživač biomedicinskog inženjerstva i članica Međunarodnog saveza za rano otkrivanje raka, koristi 3D bioštampanje na nivou pojedinačnih ćelija kako bi proučila rane faze razvoja tumora.
Njen tim stvara realistična okruženja tkiva i ubrizgava ćelije raka od pacijenata u njih, omogućavajući im da posmatraju kako i zašto neke prekancerozne lezije ostaju uspavane dok druge postaju agresivni tumori.
- U laboratoriji možemo bukvalno da gledamo kako se zdravo tkivo pretvara u rak. Ovo nam omogućava da identifikujemo ključne tačke gde možemo sprečiti razvoj bolesti - objašnjava Helms.
"Presretanje" raka pre nego što počne
Tim OHSU je deo rastuće oblasti koja se zove "presretanje raka" – koncept da se bolest može zaustaviti čak i pre nego što se razvije.
Kombinovanjem 3D bioštampanja, organoida i veštačke inteligencije modeliranja, naučnici sada mogu da testiraju lekove, procene rizik i prilagode terapije svakom pojedinačnom pacijentu.
Ova nova sinergija biofabrikacije, nauke o podacima i precizne onkologije označava pravu promenu u lečenju raka, sa fokusom na rano otkrivanje, prevenciju i očuvanje zdravlja, a ne na lečenje bolesti u kasnoj fazi.
- Naš cilj je da razumemo i lečimo rak u njegovoj najranijoj mogućoj fazi, pre nego što uopšte ima šansu da se razvije - zaključuje Helms.
Pogled u budućnost
Sa novim metodologijama poput 3D bioštampanja i sistema organa na čipu, nauka je bliža nego ikad otključavanju tajni raka u ranoj fazi. Iako su ove tehnologije još uvek u razvoju, njihova primena obećava da će revolucionisati dijagnostiku, lečenje i, što je najvažnije, prevenciju.
Izvor: ordinacija.hr/zdravlje.kurir.rs
Novi test krvi otkriva povratak raka mesecima ranije: Naučnici objašnjavaju koliko je pouzdan i šta zapravo meri