Kultur sel 3D mengungkapkan bagaimana sel kanker menavigasi jaringan

Mengembangkan obat kemoterapi untuk melawan kanker payudara membutuhkan biaya yang mahal, lambat, dan seringkali tidak efisien, dengan lebih dari 95% kandidat obat yang disaring gagal dalam uji coba pada pasien. Sebuah teknik baru untuk kultur sel 3D, yang dikembangkan oleh para peneliti di Universitas Aalto Finlandia, menawarkan wawasan yang belum pernah terjadi sebelumnya mengenai penyebaran sel kanker melalui jaringan. Teknik ini membuka jalan untuk meningkatkan kemanjuran dalam skrining calon obat kemoterapi, yang berpotensi memungkinkan skrining calon obat yang tidak dapat bertahan hidup jauh lebih awal dalam prosesnya.

Beralih melampaui kultur sel 2D konvensional, teknik analisis biomekanik memungkinkannya kanker payudara sel yang akan ditumbuhkan dalam bahan kultur sel 3D yang meniru struktur manusia dengan lebih akurat jaringanjelas penyelidik utama Juho Pokki.

“Sel-sel kanker benar-benar merasakan jaringan di mana mereka berada, dan mereka dapat mengubah perilaku mereka berdasarkan lingkungan mereka. Ketika mereka bergerak dengan kecepatan yang berbeda, mereka merasakan tekanan yang berbeda. Stres dapat menjadi perbedaan antara penyebaran kanker atau pergerakannya yang terhambat secara mekanis. ,” kata Pokki.

Setelah kemoterapi, sisa sel kanker mungkin tertinggal di jaringan dan mulai berpindah, menyebabkan kanker kambuh kembali. Penelitian ini bertujuan untuk mengontrol sifat matriks ekstraseluler (ECM) yang digunakan sel kanker untuk bergerak, menyelidiki cara menghentikan sisa sel kanker tersebut.

Salah satu versi dari teknik baru ini baru-baru ini diumumkan dalam jurnal Materi Lembut.

'Tarik dorong, tarik dan tarik' sel kanker payudara

Kanker payudara adalah kanker paling umum pada wanita di seluruh dunia dan menjadi fokus penelitian tim. Pada tahun 2024, lebih dari 300.000 orang akan didiagnosis kanker payudara di Amerika Serikat. Sedangkan kanker yang paling umum adalah payudara, prostat dan kanker ususmembunuh lebih dari 300.000 orang di Uni Eropa setiap tahunnya.

Seorang peneliti biomekanik dan insinyur biomedis yang datang ke Universitas Aalto melalui Universitas Stanford dan ETH Zurich, teknik kultur Pokki memungkinkan peneliti memperhitungkan variabilitas ECM, baik antara sampel kultur sel atau dalam sampel yang sama.

“Analisis kami memungkinkan kami untuk memperhitungkan variasi dalam kekakuan jaringan—khususnya “kekakuan” yang terkait—dan bagaimana hal ini memengaruhi cara sel kanker meraih, mendorong, dan menarik tubuh, bahkan mengikuti jalur satu sama lain ketika jumlah sel kanker lebih sedikit. perlawanan,” jelas Pokki.

Para peneliti telah lama memahami bahwa variabel kekakuan ECM penting dalam penyebaran kanker. Namun, mereka sampai saat ini belum memiliki alat untuk mengukur biomekanik pergerakan sel secara akurat, sehingga membatasi kemampuan mereka untuk memanfaatkan sepenuhnya pemahaman biomekanik yang lebih mendalam tentang perilaku sel.

Biomekanik dan resistensi obat

Inovasi ini sangat tepat waktu, mengingat penelitian terbaru menunjukkan tidak hanya hubungan penting antara sifat biomekanik ECM dan penyebaran sel kanker, namun juga hubungan antara kekakuan jaringan dan obat perlawanan.

“Sifat biomekanik jaringan manusia tidak hanya mempengaruhi penyebaran kanker, namun juga berdampak pada responsnya terhadap suatu obat. Pada dasarnya, ia dapat menyerap atau mengeluarkan obat, tergantung pada lingkungan mekanisnya,” kata Pokki.

“Pendekatan baru ini memiliki potensi untuk secara radikal meningkatkan skrining obat bagi kandidat kemoterapi. Ini merupakan langkah penting menuju penemuan obat kemoterapi yang lebih cepat untuk pasien kanker.”

Pokki dan timnya punya sudah melakukan penelitian teknik analisis skala sel ini selama 5 tahun. Tahap penelitian berikutnya berfokus pada penggunaan alat mikroskopis yang terintegrasi untuk meningkatkan pengujian kemanjuran obat kemoterapi.