Profesör Jinah Jang ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki The Jackson Laboratory for Genomic Medicine’dan Profesör Charles Lee’nin liderliğindeki bir araştırma ekibi, 3 boyutlu biyoyazdırma teknolojisi ve hasta kaynaklı kanser doku parçacıkları kullanarak başarılı bir mide kanseri modeli geliştirdi. Bu yenilikçi model, gerçek hasta dokularının özelliklerini koruyarak bireysel hasta ilaç tepkilerini hızla değerlendirme ve tahmin etme potansiyeline sahiptir. Araştırma, uluslararası Advanced Science dergisinde yayımlandı.
Tümör heterojenliği hala belirsizliğini korumakta ve bu karmaşıklık, kanser tedavisi ve kanser ilaç keşfi için bir engel teşkil etmektedir. Aynı ilaca verilen yanıt, hastalar arasında farklılık gösterir ve tedavi zamanlaması prognozu belirlemede önemli bir faktördür. Bu nedenle, bir hastanın ilaç tepkisini kısa bir süre içinde tahmin edebilen hasta özgü preklinik modellerin geliştirilmesi zorunludur. Bu çalışmada, ekstruzyon tabanlı 3D biyoyazdırma teknolojisi ve hasta kaynaklı tümör parçacıkları içeren doku-spesifik bioinkler kullanılarak preklinik kemoterapi için bir yazdırılmış mide kanseri (pGC) modeli geliştirilmiştir. pGC modeli, orijinal tümör özelliklerini korumuş ve hastadan izole edildikten sonra 2 hafta içinde hızlı ilaç değerlendirmesi yapılmasını sağlamıştır. Aslında, insan mide fibroblastları (hGaFibro) ile birlikte kültürlenen pGC dokularının ilaç tepkisiyle ilgili gen profili, hasta dokularıyla benzer olduğu doğrulanmıştır. Bu, pGC modelinin, hastadan türetilen stromal hücrelerin eksikliğinden dolayı preklinik modellerde (örneğin, hasta kaynaklı xenograftlar) ilaç değerlendirmesindeki zorlukların üstesinden gelebileceğini düşündürmüştür. Sonuç olarak, pGC modeli, kemoterapiye yanıt ve prognoz tahmin edilebilirliği açısından hastalarla olağanüstü benzerlik göstermektedir. Bu nedenle, kişiselleştirilmiş ve hassas tedaviler için umut verici bir preklinik araç olarak kabul edilmektedir.
Bu çalışmada, araştırma ekibi, 3D biyoyazdırma teknolojisi ve hasta kaynaklı doku parçacıkları içeren doku-spesifik bioink kullanarak in vitro bir mide kanseri modeli geliştirdi.
Özellikle, kanser dokularını mide kaynaklı dECM hidrojeline kapsülleyerek hücre-matris etkileşimlerini yapay olarak sağladılar. Bu dokuları insan mide fibroblastları ile birlikte kültürleyerek kanser hücresi-stroma etkileşimlerini başarıyla taklit ettiler ve böylece in vivo tümör mikroçevresini in vitro ortamda yeniden yarattılar.
Bu model, bireysel hastalardan alınan mide dokularının benzersiz özelliklerini, hem hücre-stroma hem de hücre-matris etkileşimlerini taklit ederek koruma yeteneği gösterdi. Ayrıca, hastanın kanser ilaçlarına olan tepkilerini ve prognozunu tahmin etmede yüksek bir özgüllük sergiledi. Dahası, modelin kanser gelişimi, ilerlemesi ve ilaç tepkisiyle ilgili gen profilleri, hasta dokularınınkine çok benzerdi ve konvansiyonel PDX modellerinin performansını aştı.
Ayrıca, bu modelin biyoyazdırma yoluyla hızlı bir şekilde üretilmesi, tümör dokusu hastadan alındıktan sonra iki hafta içinde ilaç değerlendirmesi yapılmasına olanak tanımaktadır. Bu verimli platformun, kişiselleştirilmiş kanser tedavilerinin geliştirilmesine önemli bir katkı sağlaması bekleniyor.
Araştırmayı yöneten The Jackson Laboratory for Genomic Medicine’den Profesör Charles Lee, modelle ilgili beklentilerini şu şekilde ifade etti: “Kanser hücresi-stroma ve hücre-matris etkileşimlerini yeniden üretmek, bu modelin ilaç tepki tahminlerinin doğruluğunu artırır ve yanıt vermeyen hastalara gereksiz ilaç verilmesini azaltır.”
Profesör Jinah Jang, araştırmanın önemini vurgulayarak şunları söyledi: “Bu, yalnızca hasta özgü tedaviler geliştirmek için değil, aynı zamanda yeni kanser ilaçları ve kombinasyon tedavilerinin doğrulanması için kritik bir preklinik platformdur.”