使用芯片寻找更好的抗癌药物

 
该设备可使研究人员模仿体内环境，以筛选出更好的癌症筛选药物。图片来源：京都大学/横河实验室京都大学的研究人员开发了一种新型的“单芯片肿瘤”设备，可以更好地模仿体内环境，为改进对潜在抗癌药物的筛选铺平了道路。
药物发现之路绝非易事。多年来，科学家和临床医生可以通过数以万计的潜在化合物来寻找少数可行的候选药物，只是要使它们在临床上失败。
“潜在的化合物是使用动物模型和培养皿中的细胞进行测试的。但是，这些结果通常不会转移到人类生物学上，”第一作者，本研究所副研究员，现东北大学的Nashimoto Yuji解释说。 “此外，培养皿中的细胞缺乏三维结构，血管或血管使它们保持生命。因此，我们提出了一项计划，以建造一种能够解决这些问题的设备。”
该设备发表在《生物材料》杂志上，是一枚硬币的大小，中央有1毫米的孔。该孔的两侧是一系列100μm的“微柱”。想法是将肿瘤细胞的三维培养物置于中间孔中，然后沿微柱放置构成血管的细胞。几天后，血管生长并附着在培养物上。
标准的100日元硬币旁边的筹码。信用：京都大学/横河实验室“这种’可灌注的脉管系统’使我们能够将营养和药物注入系统中，以模仿人体环境，” Nashimoto继续说道。 “这使我们对癌症治疗化合物的有效性有了更清晰的了解。”
这种灌注通过保持细胞增殖增加和细胞死亡减少而确实使肿瘤细胞保持健康。然后由团队以低剂量给予抗肿瘤药物进行药物测定。有趣的是，与营养物质流过肿瘤细胞相比，该药物在静态条件下更有效。
相反，当打开流量并增加剂量时，药物的作用变得更强。团队的负责人横河隆二(Ryuji Yokokawa)解释说，出乎意料的结果证明，我们需要考虑在流动条件下肿瘤细胞的增殖与药物功效之间的平衡。
“我们假设在低剂量时营养流的益处超过了抗肿瘤药的作用。它证明了筛选药物时脉管系统中血流的重要性。”
他总结说：“由于其尺寸和实用性，我们希望新设备能够加快对无数潜在新药的测试。尽管还有很多问题，我们很高兴开发出该设备并证明了三维灌注细胞培养对于下一步药物发现至关重要。”