Sampel Sel Kanker Tunggal Meningkatkan Pengobatan Khusus – Setiap tumor pasien kanker memiliki sel yang terlihat dan bekerja secara berbeda, sehingga sulit bagi para ilmuwan untuk menentukan perawatan berdasarkan tumor yang tumbuh dari kultur sel generik di laboratorium.
Teknik baru ini membuat ulang tumor di laboratorium dari sel tunggal. slot
“Saya melihat masa depan di mana seorang pasien kanker memberikan sampel darahnya, kami mengambil sel tumor individu dari sampel darah itu, dan dari sel-sel itu membuat tumor di laboratorium dan menguji obat pada mereka,” kata Cagri Savran, profesor teknik mesin di Purdue Universitas. “Sel-sel ini sangat berbahaya karena mereka mampu meninggalkan lokasi tumor dan melawan sistem kekebalan.”
Kultur sel adalah teknik yang digunakan ahli biologi untuk melakukan penelitian tentang pertumbuhan jaringan normal serta penyakit tertentu. Sebuah kultur sel 3D memungkinkan pembentukan tumor dari sel-sel kanker yang tumbuh dalam tiga dimensi, yang berarti bahwa tumor lebih seperti kentang tiga dimensi dari daun dua dimensi.
Heterogenitas Sel Kanker
Tim ini adalah yang pertama mendemonstrasikan kultur sel 3D dari sel yang dipilih secara individual. Prestasi ini, yang dijelaskan dalam makalah di Laporan Ilmiah , akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengetahui secara lebih akurat dampak setiap sel pada pembentukan dan perilaku tumor.
“Untuk menghasilkan sampel jaringan yang mendekati apa yang kita miliki di dalam tubuh, yang memungkinkan kita melakukan penelitian dengan ketelitian tinggi di laboratorium, kita perlu menempatkan sel di lingkungan yang meniru lingkungan alaminya, memungkinkan sel untuk mengaturnya menjadi dapat dikenali. struktur seperti jaringan in vivo,” kata Sophie Lelièvre, profesor farmakologi kanker di College of Veterinary Medicine.
Teknik kultur sel 3D saat ini memiliki keterbatasan, kata Lelièvre, yang mempelajari kultur sel 3D dan membantu merancang metode kultur sel baru sebagai direktur ilmiah Fasilitas Inti Kultur Sel 3D (3D3C) di Birck Nanotechnology Center of Purdue’s Discovery Park.
Tumor nyata, misalnya, terdiri dari sel-sel dengan berbagai fenotipe, atau perilaku. Betapa berbedanya sel-sel ini satu sama lain dijelaskan dengan istilah ” heterogenitas “. Para peneliti mengatakan mereka belum sepenuhnya memahami heterogenitas seluler tumor yang sebenarnya.
“Di dalam tumor, kebanyakan sel bersifat kanker, tetapi mereka tidak memiliki fenotipe yang sama,” kata Lelièvre. “Telah diusulkan bahwa beberapa tumor merespons kemoterapi, dan beberapa resisten tergantung pada tingkat heterogenitas fenotipe ini. Sulit untuk menentukan pengobatan berdasarkan tumor yang tumbuh di laboratorium karena setiap tumor pasien memiliki tingkat heterogenitas yang berbeda.”
Sel Tumor Individu
Cawan atau perangkat kultur sel yang khas juga memiliki jumlah sel yang besar. Ilmuwan tidak memiliki kendali atas sel mana yang berkembang menjadi tumor. Untuk memahami bagaimana heterogenitas di dalam tumor berkembang dan mendorong resistensi terhadap pengobatan, para ilmuwan perlu mempelajari kontribusi setiap fenotipe sel terhadap tumor dengan memilih sel individu dan mempelajari dampaknya.
Savran sebelumnya telah mendemonstrasikan perangkat mikrofluida yang mampu mengisolasi sel kanker tunggal dari sampel darah.
“Sel-sel ini sangat jarang,” kata Savran. “Dengan sampel dengan miliaran sel, kami mungkin hanya menemukan satu atau dua sel tumor. Tapi karena kami telah menemukan cara menemukannya, kami sekarang dapat menyerahkannya kepada orang-orang seperti Sophie untuk membantu mempelajari heterogenitas mereka.”
Tim Savran menciptakan perangkat mekanis yang berhasil mengekstraksi sel tumor tunggal dari jalur sel kanker payudara dan usus besar yang ada. Mereka menyimpan setiap sel ke pulau gel matriks mengikuti saran Lelièvre.
Setelah beberapa hari, tim mengamati bahwa banyak dari sel tunggal yang dipilih telah berkembang menjadi tumor yang menunjukkan tingkat agresivitas yang sesuai dengan subtipe asal kanker. Sel-sel juga menciptakan kembali heterogenitas fenotipik, seperti yang ditunjukkan dengan pendekatan kuantitatif berbasis pencitraan yang digunakan sebelumnya oleh laboratorium Lelièvre.
“Teknik Cagri benar-benar tak ternilai harganya,” kata Lelièvre. “Dengan hanya menganalisis morfologi tumor yang dikembangkan dari sel-sel individu, kami dapat memastikan bahwa tingkat heterogenitas di antara tumor dari subtipe kanker yang sama meningkat seiring waktu tanpa tekanan atau rangsangan lain selain yang dilakukan oleh pertumbuhan tumor itu sendiri.”
Para peneliti juga menunjukkan bahwa tingkat heterogenitas fenotipik di dalam tumor bergantung pada sel asal dan dapat dikaitkan dengan tumor yang tumbuh cepat untuk subtipe kanker payudara tertentu, membawa arah penelitian baru untuk memahami mekanisme yang mendasari agresivitas pada kanker.
“Menciptakan perawatan khusus yang dapat mengatasi kanker pasien individu adalah cawan suci dari terapi yang dipersonalisasi, dan sekarang kita selangkah lebih dekat,” kata Savran.