محققان کرهای روشی برای مبارزه با تومورهای سرطانی جامد با استفاده از سلولهای کشنده طبیعی (NK) که در هیدروژلهای سه بعدی چاپ شده زیستی محبوس شدهاند، ابداع کردهاند.
به گزارش تکناک، روشهای ایمونوتراپی استاندارد از تزریقهای داخل وریدی مملو از سلولهای NK برای درمان سرطان استفاده میکنند، اما برخی از محدودیت های این رویکرد مانع از ارائه نتایج رضایتبخش میشود. به عنوان مثال به گفته محققان، بسیاری از سلولهای NK در طول درمان می میرند و اغلب در هدف قرار دادن تومورها شکست میخورند.
چاپ زیستی سه بعدی نوید غلبه بر چنین محدودیت هایی را می دهد. سو آ پارک، یکی از نویسندگان این مطالعه و محققی از موسسه ماشینآلات و مواد کره (KIMM)، در بیانیهای رسمی گفت: این فناوری میتواند به بهبود قابل توجه عملکرد سلولهای NK که برای درمان سرطان استفاده میشوند، کمک کند.
چاپ زیستی سه بعدی سلول های NK را زنده نگه می دارد
سلولهای کشنده طبیعی، لکوسیتها یا گلبولهای سفید خون هستند که با از بین بردن انتخابی سلولهای ناقل بیماری و تشکیلهای تومور که ممکن است باعث هر گونه آسیب شوند، از بدن ما در برابر عفونتها و بیماریها محافظت میکنند.
هنگامی که از این لکوسیت ها برای هدف قرار دادن سلول های سرطانی از طریق تزریق داخل وریدی استفاده می شوند، تومورهای کوچک را از بین می برند و از گسترش سرطان جلوگیری می کنند. با این حال، آنها در برابر تومورهای جامد بزرگ چندان موثر نیستند. محققان خاطرنشان می کنند که این مسئله به این دلیل است که سلول های NK قادر به حفظ سطح مناسبی از زنده ماندن نیستند.
دو محدودیت کلیدی در ایمونوتراپی استاندارد وجود دارد. اولاً، فقدان تعامل بین سلولها در سیستم ایمنی درمانی وجود دارد. ثانیاً، هیچ فضایی برای گسترش سلولی وجود ندارد و هیچ روشی برای مستقیم هدفگیری تومورها وجود ندارد.
به همین دلیل است که محققان کره ای رویکرد متفاوتی را برای استفاده از سلول های NK در برابر سرطان اتخاذ کردند. آنها هیدروژل های میکرو-ماکرو متخلخل را با استفاده از ترکیبات آلی مانند ژلاتین و سدیم آلژینات (NaC6H7O6) به صورت سه بعدی، پرینت زیستی کردند.
بر خلاف پرینت سه بعدی معمولی که از پلاستیک یا فلز برای چاپ اشیاء استفاده می کند، پرینت زیستی سه بعدی یک تکنیک ساخت پیشرفته تر است که از سلول های زنده و مواد زیستی برای تولید ساختارهای سه بعدی مصنوعی که شبیه بافت ها و اندام های طبیعی هستند، استفاده می کند.
محققان با موفقیت سلول های NK را در هیدروژل ها محصور کردند. ریز منافذ موجود، به سلول ها اجازه می دهد تا عملکردهای طبیعی مانند سیتوکینز (تقسیم سلولی) و مرگ سلولی را انجام دهند و از این رو آنها قادر به حفظ حیات خود بودند.
درشت منافذ در طرف دیگر لکوسیت ها را قادر می سازند تا مواد مغذی، اکسیژن و منابع مختلف دیگری را دریافت کنند که بقا و رشد آنها را تضمین می کند. محیط میکرو-ماکرو منافذ اساساً دو مشکلی را که دانشمندان با ایمونوتراپی استاندارد سلول NK با آن مواجه هستند، حل می کند.
در نهایت، زمانی که محققان با استفاده از این سلولهای NK در یک مدل آزمایشگاهی به سلولهای سرطانی حمله کردند، اکثر لکوسیتها با موفقیت تومورهای جامد را هدف قرار دادند.
نویسندگان این مطالعه میگویند: ما نشان دادیم که هیدروژلهایی که سلولهای NK را در خود محصور میکنند، یک محیط میکرو-ماکرو مناسب برای کاربردهای بالینی درمان با سلولهای NK برای سرطان خون و تومورهای جامد از طریق پرینت زیستی سه بعدی ایجاد میکنند.
چنین شاهکاری را هرگز با استفاده از ایمونوتراپی مرسوم نمی توان به دست آورد. آنها افزودند که پرینت زیستی سه بعدی کاربردهای بالینی در مقیاس کلان را ممکن میسازد و فرآیند خودکار پتانسیل توسعه را به عنوان یک محصول ایمونوتراپی آماده نشان میدهد.
امیدواریم این رویکرد ایمونوتراپی به زودی به عنوان یک استراتژی بالینی موثر برای جلوگیری از عود تومور و متاستاز پس از برداشتن تومور در بیماران سرطانی ظاهر شود.
این مطالعه در مجله Biomaterials Research منتشر شده است.
