加速癌癥藥物檢測的新技術(shù)

諾丁漢大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出了一種新技術(shù)，可以加速測試藥物并減少實驗室動物的使用。

大學(xué)癌癥和干細胞研究所的研究人員設(shè)計了一種裝置，可以將數(shù)十個稱為球體的細胞球同時切片，以檢查其結(jié)構(gòu)和功能。

該方法在學(xué)術(shù)期刊Scientific Reports中有詳細介紹，將使其他科學(xué)家能夠更快速地評估新療法和組織工程學(xué)是否可能在現(xiàn)實世界中發(fā)揮作用，并且可能比現(xiàn)有方法高出11倍。

Delyan Ivanov博士說：“當(dāng)我開始通過切片來探索球體時，我對這個過程的慢和艱苦性質(zhì)感到沮喪。我不得不削減在許多不同藥物中培養(yǎng)的球體，這需要數(shù)月時間，還有許多手動步驟。

“受到3D打印原理的啟發(fā)，我決定設(shè)計一款我自己的工具，用于將同一平面上的所有球體排列在凝膠中的微芯片樣式中?！?/p>

克服限制
伊萬諾夫博士在他的EPSRC資助的博士研究生獎學(xué)金（工程與物理科學(xué)研究理事會）期間設(shè)計了該設(shè)備，在征得了大學(xué)添加劑制造組的研究技術(shù)員約瑟夫·懷特的幫助之后，他能夠完善設(shè)計，用于測試的20個不同版本的原型。

該團隊現(xiàn)在將公開與科學(xué)界共享設(shè)計文件和方法，以確保每個人都能立即從該技術(shù)中受益。

歷史上已經(jīng)在實驗室中測試了用于癌癥的新藥物和從干細胞構(gòu)建組織的策略，所述人類細胞在塑料上生長為“地毯”。與人體中的自然行為相反，這些二維培養(yǎng)物中的細胞彼此之間的相互作用有限，并產(chǎn)生很少的稱為細胞外基質(zhì)的天然“膠”。

為了克服這些限制，細小的三維細胞球體（球體）小于針頭，彼此之間的相互作用更加緊密，并且更像他們現(xiàn)在正在使用的人體自然對應(yīng)物。

科學(xué)家們正在生長來自腫瘤和正常組織的球狀體，并且甚至開發(fā)出類似器官的改善的，更有組織的結(jié)構(gòu)，稱為類器官。

值得注意的是，雖然可以通過向下看顯微鏡來檢查二維結(jié)構(gòu)，但需要將3D球狀體切成厚度僅為0.005毫米（5微米）的數(shù)百個薄片，以獲得其結(jié)構(gòu)的可靠圖片和功能。

減少動物試驗
諾丁漢發(fā)明使研究人員能夠在不同藥物和分子存在的情況下安排66個球狀體，同時更快速地進行切片，使科學(xué)家能夠使用同一組實驗室生長的組織回答更多問題。

目前在動物身上進行的許多實驗可以在這些球體和類器官組織中完成，從而減少并最終取代癌癥研究和組織工程中的一些動物試驗。

Anna Grabowska博士在Nottingham博士的博士后期間指導(dǎo)Ivanov博士補充道：“我們希望在實驗室中創(chuàng)建基于細胞的模型，以模擬人體細胞的自然行為。我們不僅通過培養(yǎng)細胞為球體，而且通過包含多種細胞類型和正確的細胞外基質(zhì)來實現(xiàn)這一目標(biāo)。Delyan的技術(shù)將允許我們以更快，更高效的方式監(jiān)測人體組織和器官實驗室模型的行為?！?/p>

科學(xué)報道發(fā)表的論文包括設(shè)備藍圖，展示新技術(shù)的可能性，并提供教學(xué)視頻向研究人員展示如何制作自己的球體微陣列。

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