Kyoto-universitetets forskare har utvecklat en ny "tumör-på-en-chip" -enhet som bättre kan efterlikna miljön inuti kroppen, banar väg för förbättrad screening av potentiella cancerbekämpande läkemedel.

Vägen till upptäckt av droger är aldrig lätt. Forskare och kliniker kan gå igenom tiotusentals potentiella föreningar i åratal för att hitta en handfull livskraftiga kandidater, bara för att de ska misslyckas på klinisk nivå.

"Potentiella föreningar testas med hjälp av djurmodeller och celler odlade i en maträtt. Men dessa resultat överförs ofta inte till mänsklig biologi, "förklarar författaren Yuji Nashimoto tidigare från Graduate School of Engineering, och nu vid Tohoku University. "Vidare, celler på en maträtt saknar den tredimensionella strukturen och blodkärlen, eller kärl, som håller den vid liv. Så, vi kom med en plan för att konstruera en enhet som löser dessa problem. "

Enheten, rapporteras i tidningen Biomaterial , är storleken på ett mynt med en 1 mm brunn i mitten. Denna brunn flankeras av en serie på 100 μm 'mikroposter'. Tanken är att en tredimensionell kultur av tumörceller placeras i den mellersta brunnen, och sedan placeras celler som konstruerar blodkärl längs mikroposterna. Över några dagar växer kärlen och fäster sig vid kulturen.

"Denna" perfuserbara kärl "tillåter oss att administrera näringsämnen och läkemedel i systemet för att efterlikna miljön i kroppen, "fortsätter Nashimoto." Detta gör att vi kan få en tydligare bild av effektiviteten av cancerbehandlingsföreningar. "

Denna perfusion höll signifikant tumörcellerna friska genom att hålla cellproliferation uppe och celldöd nere. En läkemedelsanalys utfördes sedan med teamet som administrerade ett antitumörläkemedel vid låga doser. Intressant, läkemedlet var mer effektivt under statiska förhållanden jämfört med när näringsämnen flödade genom tumörcellerna.

I kontrast, läkemedlets effekter blev starkare när flödet slogs på och dosen ökades. Ryuji Yokokawa, som leder laget, förklarar att de oväntade resultaten visar att vi måste överväga balansen mellan proliferation av tumörceller och läkemedlets effekt under flödesförhållanden.

"Vi antar att vid låga doser nyttan av näringsflödet uppväger effekten av antitumörmedicinen. Det bevisar vikten av blodflöde i kärlen vid screening för läkemedel."

Han avslutar, "På grund av dess storlek och användbarhet, Vi hoppas att den nya enheten kan påskynda testerna på det otaliga antalet potentiella nya läkemedel. Medan många frågor återstår, Vi är glada att ha utvecklat den här enheten och har visat att tredimensionell perfuserad cellkultur är avgörande för nästa steg i upptäckten av läkemedel. "