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癌症研究:3D 模型可提高药物研发的精度

癌症研究领域正迅速转向三维 (3D) 实验室培养,因为 3D 模型可以加速药物研发,并更好地预测某些药物疗法的疗效。在研究的药物中,只有 1% 能够通过测试和上市审批。目前,人们正在大力研究能够提高药物研发和治疗精度的技术。

传统的二维 (2D) 培养物是在塑料培养皿中生长的扁平单层,虽然其中含有肿瘤细胞,但并不一定能模拟肿瘤的三维特性。换句话说,2D 并不能反映人体。想象一下一片组织与一个组织球。组织球更准确地代表了肿瘤的组成和体内状况。

将 3D 细胞培养应用于药物发现的一个问题是 3D 模型与药物发现实验室中现有的高通量筛选 (HTS) 技术不兼容。弥补这一差距的研究很热门,因为科学家、工程师和医生正在共同努力开发将 3D 模型与 HTS 连接起来的方法,以实现更有意义的药物发现。

新流程的优势在于,它能够更好地预测某些药物疗法在进入临床试验之前的有效性和毒性,从而有望降低正在开发的新药的流失率。由于 3D 模型提供了更接近体内的环境,研究人员将能够重新审视过去使用 2D 模型可能被排除或忽略的药物疗法。

内穆尔生物医学研究中心和特拉华大学 (UD) 材料科学与工程系开发了一种正在申请专利的工艺,使 3D 模型在 HTS 实验室中发挥作用,从而使药物发现进入更有意义的筛选系统。内穆尔的 Sigrid Langhans 博士与特拉华大学的 Darrin Pochan 博士及其同事本周在《分析生物化学》上发表了一篇关于他们研究成果的文章。

内穆尔 HTS 实验室负责人 Langhans 博士表示,新工艺可以模拟肿瘤和信号通路的物理特性,而这些特性在 2D 和 3D 模型之间差异很大。许多药物从未上市,因为实验室没有使用合适的模型。该工艺简单,适用范围广,无需额外的专用设备。她在内穆尔的重点是儿童脑肿瘤- 特别是髓母细胞瘤 - 但她说,许多实验室将能够复制该工艺来研究其他类型的儿童和成人癌症。“该技术很简单,可以进行调整和改造,因此可以广泛应用于其他实验室,”她说。

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