3D 组织模型将使癌症治疗更有效

3D的视角让一切都显得不同

在过去的十年里,癌症治疗变得越来越复杂,例如利用患者自身的免疫系统来对抗肿瘤,或者通过解码基因组来精确地找出并修复异常基因。但根据今天在《科学转化医学》杂志上发表的一篇新论文,如果研究人员能以3D的方式研究肿瘤,这些已令人印象深刻的治疗方法可能会取得更大的进展。

患者常常因为组织结构的新变化而去看医生——患者发现了一个肿块,或者长了一个奇怪的痣。有时这些病灶会癌变,但有时它们会休眠数年甚至数十年而不会癌变。因此,医生必须做出一个决定:是将这些早期异常当作完全成熟的癌症来治疗,承担难以忍受的侵入性治疗和副作用,还是忽略异常,等到它恶化成癌症时再进行治疗。由于癌症在早期更容易治疗,许多医生选择了第一种,即激进的治疗方案。但结果是,许多患者后来患上了即使更难治疗的癌症。如果研究人员能够制作这些早期病灶的3D模型,他们也许能更好地理解肿瘤如何应对各种力量,以及细胞之间如何相互沟通,从而判断它们是否会癌变。这些模型还可以帮助肿瘤学家在最关键的节点上治疗肿瘤,从而使药物发挥最大的效力。但是,每种组织的外观和行为都有细微差别,因此需要许多不同的模型。

Tanner 等人,2015年

为了了解在哪里定位肿瘤以及使用何种药物,研究人员经常在实验室中创建肿瘤的模拟模型。目前,研究人员通常培养肿瘤的2D组织培养物来测试特定疗法是否对其有效。但作者认为,这种方法无法向研究人员展示营养物质如何在体内从一个细胞移动到另一个细胞,或者细胞在3D空间中如何相互沟通。更重要的是,在实验室培养的细胞在外观上与肿瘤本身的细胞有所不同,这也可能对药物在真实肿瘤上的疗效产生重大影响。

作者认为,制作3D肿瘤样本有助于避免这种情况。许多实验室正在研发能够让组织在3D环境中生长的设备,模拟它们在体内的支架结构。该研究的作者认为,这种测试方法应该成为标准,并将使治疗更加有效。

癌细胞是动态的,并且在不断变化,因此研究作者指出,利用这些各种类型的3D建模来缩短患者就诊到治疗之间的时间间隔至关重要。但他们写道,开发这些3D模型是值得的;对于许多癌症患者来说,这可能意味着无效治疗和有效治疗的区别,甚至关乎生死。

 

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Alex 是一位居住在纽约市的科学作家。她曾为《大西洋月刊》、《Motherboard》、《Audubon Magazine》、《The Verge》和《Fast Company》等杂志撰稿。当她不沉迷于科学时,Alex 喜欢旅行、徒步、瑜伽,以及(尝试)烹饪新食物。

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