3D принтирани тумори помагат в избора на най-доброто лечение

Учени от Катедрата по медицинска биология на Медицинския университет в Пловдив принтират 3D мини тумори и ги тестват, за да установят кое би било най-подходящото лекарство за конкретен пациент. През февруари в университета заработи първият в страната 3D биопринтер – технология, с която се създават модели, имитиращи естествените органи и тъкани и която има все по-широко приложение в медицината.

“Проектът ни е в напреднал етап. Вече имаме произведени първите мини тумори, които изследваме. Целта е да се произведат в лабораторни условия чрез 3D принтирането индивидуални тумори от всеки пациент, така че да можем да изследваме ефекта на различни противотуморни лекарства върху тях“, разказа пред Mediapool проф. Виктория Сарафян, ръководител на катедра “Медицинска биология“.

Това ще позволи да се персонализира в по-голяма степен лечението и да се определи най-подходящото лекарство за отделния пациент.

3D мини тумори на пациенти с рак на дебелото черво

Засега учените са съсредоточили усилията си в принтирането и изследването на мини тумори от пациенти с колоректален карцином (рак на дебелото черво).

“При колоректалния карцином, с който ние работим, в една голяма част от случаите лечението започва след операцията. Първият етап е хирургичното лечение. И така или иначе до месец след операцията не се предприема друго лечение докато раната не заздравее, докато не се стабилизира пациентът. Така че за този период до започването на химиотерапията имаме достатъчно време да направим изследванията“, обясни Сарафян.

Принтираните тумори не показват различния с първичния

На този етап учените проверяват дали туморите, които са принтирали, се различават по някои особености от първичния тумор, който е в самия пациент.

На снимката: Учени от Катедрата по медицинска биология

“Затова те се преглеждат от специалист под микроскоп дали има някакви промени, които настъпват при самия процес на принтиране. На този етап не сме констатирали такива различия, което ни дава основания да смятаме, че това е един добър мини модел на тумора, който може да бъде индивидуално изследван“, разказа тя.

По думите й това е възможност да се избегнат случаите на “проба-грешка“ в терапията. “Да можем предварително да насочим колегите онколози кой медикамент би бил подходящ за конкретния пациент“, обясни Сарафян.

Какви са предимствата спрямо генетичните тестове?

Сега за някои видове рак, включително колоректалния, се правят генетични тестове, с които се откриват мутации в гените и това помага за избора на терапия. Предимството на тестовете върху 3D принтираните мини тумори е, че дават възможност за много по-персонализирано лечение, защото тестват конкретни лекарства върху тумора на конкретен човек.

“Генетичните тестове не изключват това изследване с мини тумори. Ние също предвиждаме в нашия проект генетичен анализ на първичния тумор и генетичен анализ на принтирания тумор, за да видим дали ще настъпят някакви разлики в генетичния профил на пациента и едва след това ще имаме отговор на този въпрос. Но при нашето изследване се тестват конкретни лекарства, докато при генетичния профил става въпрос обикновено за групи лекарства, които са показани или не за конкретния пациент“, обясни Сарафян.

На снимката: Проф. Виктория Сарафян

Как се принтират клетки, тъкани и органи?

Самият 3D биопринтер като машина се базира на мастилено-струйните принтери, които ние познаваме. С тази разлика, че мастилото, което се използва е биомастило. То съдържа различни вещества, които спойват клетките.

“Ние предварително сме взели част от тумора на пациента, раздробили сме го до единични клетки, които сме намножили в инкубатор със съответната хранителна среда и смесваме тези клетки с биомастилото, което създава една среда за клетките, така че те да се чувстват като в истинска тъкан. И вече това мастило се слага в принтера и когато му се зададе определена форма и размер, започва принтирането точно така, както се принтира върху хартия. Но с тази разлика, че излизат малки гелчета, в които има туморна тъкан. И това са така наречените мини тумори или туморни органоиди. И те вече могат да бъдат тествани по различен начин“, разказа Сарафян.

“Принтерът може да принитра всичко, което съдържа биологичен материал. Всичко, в което могат да се сложат клетки и такова спойващо биомастило. Вече зависи колко големи са накрайниците, които се използват , обема на тъканта, която искаме да принтираме, но принципът е един и същ“, разясни тя.

Учените планират да разширят приложението на 3D биопринтирането

В Катедрата по медицинска биология на Медицинския универститет в Пловдив се надяват в бъдеще да разширят приложението на технологията.

“Проектът, който сега изпълняваме, е пилотен и има за цел да разработим методиката и да предложим първи резултати и ако те са удовлетворяващи, се надяваме на допълнително финансиране и разширяване на дейността“, коментира Сарафян.

Учените възнамеряват в бъдеще да разширят дейността си с принтирането на други тъкани, които биха могли да бъдат тествани за ефекти на различни лекарства, токсини, химикали.

“Сравнително най-лесно се принтира човешка кожа, което е много необходимо на фармацевтичната и козметичната индустрия, защото вече опитите върху животни и доброволци са сведени до минимум и това е идеална възможност“, допълни Сарафян.

Това е бъдещето

Тя е оптимист и за бъдещото навлизане на тази нова технология в страната.

“Това е технология, която навлиза с много бързи темпове и смятам, че ще има много възможности. България предоставя изключителни възможности и за наука, и за приложни изследвания в полза на пациента. Въпрос вече на всяка научна група са приоритетите и насоките, които си поставят. И е важно, ако в страната има повече центрове, те да са профилирани, а не да правят едно и също на много места“, коментира тя.

По думите й България не изостава във въвеждането на тази технология, а напротив - следва темпото твърде добре. “Въпрос е само на финансови възможности и обем работа. Чисто технологично и методично има много обучени и добре подготвени специалисти“, смята Сарафян.

От страна на студентите има изключителен интерес към новите технологии.

“За първа година организирахме свободно избираем курс, за който се записаха над 120 български и към 130 чуждестранни студенти. Направихме няколко модула и студентите подготвиха невероятни есета, свързани с приложението на 3D биопринтирането, стволовите клетки, регенеративната медицина“, разказа Сарафян.

По думите й е близо и времето когато ще се принтират органи с цел трансплантация.

“В момента в областта на регенеративната и реконструктивната медицина се използва тази технология много активно - за възстановяване на кости, меки тъкани. Така, че това е нещо, което съвсем скоро ще има много по-широко приложение“, каза Сарафян.

mediapool.bg