美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機械工程教授菲利普·勒迪克和博士生詹姆斯·李萬及美國匹茲堡大學(xué)乳腺癌研究員卡羅拉·諾伊曼博士合作，開發(fā)了一個面向患者的模型?？茖W(xué)家可以使用這個模型更好地理解并最終終止癌細(xì)胞的遷移。

不同于傳統(tǒng)在塑料培養(yǎng)皿中進(jìn)行的癌細(xì)胞分析，研究小組建立了一個能更精確地反映生物體生理條件的三維模型。借助這個模型，科學(xué)家們可以在與人體更加相似的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)并分析癌細(xì)胞的復(fù)雜性。

“過去我們用塑料培養(yǎng)細(xì)胞，用皮氏培養(yǎng)皿研究。”諾伊曼說?！暗?，人體內(nèi)是沒有任何塑料的。擁有一個模仿生理條件的三維系統(tǒng)，能獲得更快、更相關(guān)的結(jié)果?！?/p>

該團(tuán)隊構(gòu)建的微流體裝置包含兩個關(guān)鍵組件：模擬傳統(tǒng)血管的平行通道和嵌入膠原中的癌細(xì)胞濃度集合。一旦裝置設(shè)立成功，通道就會被注入能擴散到周圍膠原蛋白的化學(xué)刺激劑。隨著興奮劑分子遠(yuǎn)離通道，產(chǎn)生生物分子梯度。這種梯度能促使嵌入的癌細(xì)胞移動，而這種移動往往是向著模擬血管通道的。

癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移具有從原發(fā)腫瘤轉(zhuǎn)移到血液或淋巴系統(tǒng)的能力——這一過程需要癌細(xì)胞遷移并重塑腫瘤組織以侵入身體的其他部位。所以，為了阻止其轉(zhuǎn)移，科學(xué)家需要了解哪些因素能夠支持癌細(xì)胞的移動和組織重塑。這也就解釋了為何勒迪克、諾伊曼和李萬開發(fā)的這個三維系統(tǒng)如此重要。

“癌癥是一種極其異質(zhì)性的疾病。這就意味著不僅每個患者的癌細(xì)胞各不相同，甚至在一個腫瘤內(nèi)，癌細(xì)胞也有所不同?！敝Z伊曼說，“轉(zhuǎn)移也是如此。根據(jù)它們在身體中的位置，每個繼發(fā)性腫瘤也不相同?！?/p>

勒迪克、諾伊曼和李萬相信，研究人員最終會使用他們的系統(tǒng)來檢查每個患者的腫瘤以確定每位患者的最佳治療方法。這個過程最終將有助于使癌癥治療更加個性化和有效。

“我們的模型可以作為某個特定患者的模型。”李萬說。他組織完成了實驗室實驗并分析了研究結(jié)果。“這非常重要，正是由于每個病人的癌癥各不相同，才使得它很難治愈。”理想的話，這個由勒迪克、諾伊曼和李萬開發(fā)的三維系統(tǒng)將為研究人員和科學(xué)家提供所需工具，以阻止患者癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。