Tumor Organoids

تحقیقات زیست‌شناسی سلول‌های سرطانی به طور کلی، و توسعه داروهای ضد سرطان به طور خاص، همچنان بر تکنیک‌های استاندارد کشت سلولی است که سلول‌ها را در محیطی غیرطبیعی قرار می‌دهد. در نتیجه، رشد سلول‌های تومور در ظروف پلاستیکی فشار انتخابی را وارد می‌کند که به طور قابل‌توجهی ویژگی‌های مولکولی و فنوتیپی اصلی آنها را تغییر می‌دهد. زمینه نوظهور پزشکی احیاکننده پلت‌فرم‌های بافت مهندسی زیستی ایجاد کرده است که می‌تواند ساختار و ناهمگونی سلولی بافت درون تنی را بهتر تقلید کند. برای تحقیقات مهندسی زیستی تومور مناسب هستند. فن‌آوری‌های میکرومهندسی منجر به روش‌های پیشرفته‌ای برای ایجاد و کشت بافت انسانی سه بعدی شده است. با کپسوله کردن نوع سلولی مربوطه یا ترکیب چندین نوع سلول برای تشکیل بافت، این اندام های مدل می توانند برای مدت زمان طولانی تری زنده باشند و برای ایجاد خواص عملکردی مشابه بافت های بومی کشت می شوند. این رویکرد نقش دینامیکی سلول-سلول، سلول-ECM و تعاملات مکانیکی درون تومور را خلاصه می‌کند. ادغام بیشتر سلول‌های نماینده استرومای تومور، مانند سلول‌های اندوتلیال (EC) و فیبروبلاست‌های تومور، می‌تواند ریزمحیط تومور درون تنی را تقلید کند. در مجموع، تومورهای مهندسی زیستی منبع مهمی برای مطالعه آزمایشگاهی رشد تومور به صورت سه بعدی از جمله بیومکانیک تومور و اثرات داروهای ضد سرطان بر بافت تومور سه بعدی ایجاد می کنند. این فناوری‌ها پتانسیل غلبه بر محدودیت‌های موجود در طبقه‌بندی تومورهای ژنتیکی و بافت‌شناسی و توسعه درمان‌های شخصی‌سازی شده را دارند.

Cancer cell biology research in general, and anti-cancer drug development specifically, still relies on standard cell culture techniques that place the cells in an unnatural environment. As a consequence, growing tumor cells in plastic dishes places a selective pressure that substantially alters their original molecular and phenotypic properties.The emerging field of regenerative medicine has developed bioengineered tissue platforms that can better mimic the structure and cellular heterogeneity of in vivo tissue, and are suitable for tumor bioengineering research. Microengineering technologies have resulted in advanced methods for creating and culturing 3-D human tissue. By encapsulating the respective cell type or combining several cell types to form tissues, these model organs can be viable for longer periods of time and are cultured to develop functional properties similar to native tissues. This approach recapitulates the dynamic role of cell–cell, cell–ECM, and mechanical interactions inside the tumor. Further incorporation of cells representative of the tumor stroma, such as endothelial cells (EC) and tumor fibroblasts, can mimic the in vivo tumor microenvironment. Collectively, bioengineered tumors create an important resource for the in vitro study of tumor growth in 3D including tumor biomechanics and the effects of anti-cancer drugs on 3D tumor tissue. These technologies have the potential to overcome current limitations to genetic and histological tumor classification and development of personalized therapies.