Почему одно и то же лечение не работает одинаково для всех пациентов? Как можно оптимизировать действие препарата, не вызывая побочных эффектов из-за чрезмерной дозировки? Пытаясь ответить на эти вопросы, исследователи из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, разработали платформу для совместного культивирования клеток, которая воспроизводит структуру опухоли пациента в трехмерном виде. Ученые могут использовать его для тестирования нескольких препаратов или их комбинаций на разных стадиях развития опухоли. Теперь им нужно всего пять дней, чтобы определить, какое лечение будет наиболее эффективным в конкретном случае, и затем комбинацию можно будет применить в клинической практике. Эти результаты являются многообещающими для будущего персонализированной медицины, и вы можете прочитать все о них в журнале Scientific Reports.
Колоректальный рак – третья по распространенности форма рака, диагностируемая сегодня, и четвертая по смертности в мире: 1.4 миллиона человек страдают каждый год, 700 000 погибают. Доступен ряд методов лечения, включая химиотерапию, но высокие дозы вызывают многочисленные побочные эффекты, и у пациентов обычно развивается резистентность. Эти методы лечения в настоящее время тестируются на двумерных культурах опухолевых клеток перед введением пациентам.
"Но это не соответствует действительности," объясняет Патриция Новак-Сливинска, профессор Школы фармацевтических наук факультета естественных наук UNIGE. "Опухоль не только развивается в трехмерном пространстве, но также содержит другие типы клеток, такие как фибробласты (ткани) и эндотелиальные клетки (кровеносные сосуды)." В результате ученые из Женевы создали новую платформу, которая использует линии опухолевых клеток пациента для воссоздания опухоли в трехмерном изображении. Он также поддерживает его, так что влияние лечения может быть проанализировано на разных этапах его развития.
Каждому пациенту – своя опухоль
Команда, возглавляемая профессором Новак-Сливинска, в сотрудничестве с группами, возглавляемыми Дидье Колином (HUG) и Оливье Дормондом (CHUV), отобрала шесть клеточных линий, полученных от шести разных пациентов. Клетки были стабилизированы в полой U-образной культуральной пластине, чтобы они оставались агломерированными и плавали в среде для культивирования клеток, оптимизированной для питания опухоли. "Затем структура может быть организована сама по себе в 3-D и продолжить ее развитие," говорит профессор Новак-Сливинска. "Три типа клеток, составляющих опухоль, продолжают взаимодействовать друг с другом, как если бы они были в теле пациента."
Три препарата лучше, чем один
Затем исследователи протестировали несколько различных комбинаций трех одобренных препаратов на разных стадиях развития культивируемых опухолей. "Наше первое наблюдение заключалось в том, что каждый пациент по-разному реагировал на одну и ту же комбинацию, демонстрируя, что невозможно достичь одинаковой эффективности для каждого пациента с помощью одного и того же лечения. Это необходимо рассматривать в индивидуальном порядке," говорит профессор Новак-Сливинска. Ученые также обнаружили, что комбинация трех препаратов в низких дозах была намного эффективнее, чем высокая доза только одного препарата. "Устойчивость к лечению и побочные эффекты возникают при слишком высокой дозе. Комбинирование нескольких препаратов в низких дозах помогает обойти эту проблему и улучшить реакцию на лечение," говорит профессор.
Новая платформа открывает двери для персонализированной медицины. "Извлекая клеточную линию из опухоли пациента, мы можем воссоздать опухоль в трехмерном изображении на нашей платформе и протестировать различные комбинации лекарств непосредственно на этой конкретной опухоли. Затем мы можем выбрать оптимальное лечение для этого конкретного пациента," продолжает профессор Новак-Сливинская. Эта кропотливая работа занимает в среднем пять дней – достаточно короткого времени, чтобы действовать быстро против рака. "В данном случае нас интересует колоректальный рак, но эту платформу, которую легко воспроизвести, очевидно, можно использовать для всех видов опухолей по относительно низкой цене," говорит Новак-Сливинская.