以色列特拉维夫大学重大科学成就

特拉维夫大学研究人员的一项科学成就:使用 3D 打印机打印一个完整的活跃且可行的胶质母细胞瘤肿瘤。 3D 生物打印肿瘤包括一个复杂的血管样管系统,血细胞和药物可以通过这些管流过,模拟真实的肿瘤。
该研究由萨克勒医学院和萨戈尔神经科学学院的 Ronit Satchi-Fainaro 教授、癌症生物学研究中心主任、癌症研究和纳米医学实验室负责人以及 Morris Kahn 癌症研究 3D 生物打印主任领导倡议。在特拉维夫大学。这项新技术由博士生 Lena Neufeld 与 Satchi-Fainaro 教授实验室的其他研究人员:Eilam Yeini、Noa Reisman、Yael Shtilerman、Dikla Ben-Shushan 博士、Sabina Pozzi、Galia Tiram 博士、Anat 博士Eldar-Boock 和 Shiran Farber 博士共同开发。3D 生物打印模型基于患者的样本,直接取自特拉维夫 Sourasky 医疗中心神经外科的手术室。这项新研究的结果今天发表在著名的《科学进展》杂志上。

“胶质母细胞瘤是中枢神经系统中最致命的癌症,是大多数脑部恶性肿瘤的原因,”Satchi-Fainaro 教授说。 “在之前的一项研究中,我们发现了一种叫做 P-Selectin 的蛋白质,它是在胶质母细胞瘤癌细胞遇到小胶质细胞(大脑免疫系统的细胞)时产生的。我们发现这种蛋白质是小胶质细胞失败的原因,导致它们支持而不是攻击致命的癌细胞,帮助癌症扩散。然而,我们在手术中切除的肿瘤中发现了蛋白质,但在我们实验室的二维塑料培养皿上生长的胶质母细胞瘤细胞中却没有。原因是癌症和所有组织一样,表现得非常好“。在塑料表面上的效果与在人体上的效果不同。大约 90% 的实验药物在临床阶段失败,因为在实验室中取得的成功无法在患者身上重现。”

为了解决这个问题,由 Satchi-Fainaro 教授和博士生 Lena Neufeld 领导的研究小组创建了第一个胶质母细胞瘤肿瘤的 3D 生物打印模型,其中包括被细胞外基质包围的 3D 癌组织,它与其微环境和功能血管进行通信。

“不仅仅是癌细胞,”Satchi-Fainaro 教授解释说。 “它也是大脑微环境的细胞;星形胶质细胞、小胶质细胞和血管连接到一个微流体系统——即一个使我们能够将血细胞和药物等物质输送到肿瘤复制品的系统。每个模型都打印在一个我们实验室设计的生物反应器中,使用从患者的细胞外基质中取样和复制的水凝胶,从而模拟组织本身。大脑的物理和机械特性不同于其他器官例如:皮肤、乳房、或骨。乳房组织主要由脂肪组成,骨组织主要是钙;每种组织都有自己的特性,这会影响癌细胞的行为以及它们对药物的反应。在相同的塑料表面上生长所有类型的癌症并不是最佳选择模拟临床环境。”

在成功打印 3D 肿瘤后,Satchi-Fainaro 教授和她的同事证明:与在培养皿上生长的癌细胞不同,3D 生物打印模型有可能有效地快速、稳健和可重复地预测最合适的治疗方法给一个特定的病人。

“我们证明我们的 3D 模型更适合以三种不同的方式预测治疗效果、靶点发现和药物开发。此外,我们与 TAU 医学院病理学系 Asaf Madi 博士的实验室合作,进行了遗传学对在 3D 生物打印模型中生长的癌细胞进行测序,并将它们与在 2D 塑料上生长的癌细胞和取自患者的癌细胞进行比较。因此,我们证明了 3D 生物打印的肿瘤与患者来源的胶质母细胞瘤细胞在自然环境中与脑基质细胞一起生长的更大的相似性。

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【剑桥大学:现有食物体系必须根本变革】近日,剑桥大学人类生存风险研究中心阿萨夫·查乔(Asaf Tzachor)博士等人联合发表报告指出:未来全球食物供给不能仅仅依靠传统提高产量的做法,而是应将高度发达的生产新型食物的受控环境系统纳入食品体系,从而减少食物受到环境变化、害虫和疾病冲击的可能。研究者们对相关的近500篇论文进行了综合分析,结果显示:“海带、蛆虫、菌蛋白等应在未来得以大规模种植与培养。现有食物体系必须进行革命性改变,才能在全球气候变化、环境恶化、流病肆虐的情况下,保证食物供给安全,应对营养不足。科技发展为未来提供了众多可替代食物选项,它们具有更强的抗风险能力,为几十亿人提供可持续营养。大力种植或养育螺旋藻、小球藻、昆虫(如家蝇)幼虫、菌蛋白、大藻类(如海带),可以从根本上解决全球营养不良问题。这些食物已经引起学界高度关注,与传统作物、基于动物的食物相比,这些‘未来食物’更具持续性,其生产方式也将彻底改变。它们可以大规模生产于模块化的密闭系统之中,适合都市环境,也适应孤立社区,比如偏僻海岛等。”https://t.cn/A6VuFd7H


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