Биологическая модель легкого заменит лабораторных животных

Рак легких — одно из самых распространенных онкологических заболеваний. Во многих случаях единственной надеждой пациентов является химиотерапия, однако желаемые результаты она приносит далеко не всегда. К сожалению, современные методы тестирования эффективности экспериментальных препаратов оставляют желать лучшего. На сегодняшний день самым лучшим вариантом является использование животных моделей, однако 75% успешно прошедших такие испытания препаратов оказываются неэффективными при проведении клинических исследований.

Для решения этой проблемы исследователи Университета Вюрцбурга, работающие под руководством профессора Хайке Уоллса (Heike Walles), предлагают использовать разработанную ими инновационную трехмерную биологическую систему, позволяющую с высокой степенью точности воспроизводить процессы, происходящие в организме человека.

В рамках параллельно проводимой работы специалисты факультета биоинформатики университета работают над созданием компьютерных симуляционных моделей для разных групп пациентов. Это необходимо из тех соображений, что геномы пациентов могут содержать различные генетические вариации, препятствующие достижению желаемого результата терапии. Сравнение результатов, получаемых с помощью биологической и теоретической моделей, позволит исследователям каждой из групп оптимизировать свои разработки.

Биологическая модель, объем которой составляет 0,5 кубического сантиметра, представляет собой миниатюрную конструкцию из легочной ткани, на которой из клеток рака легкого формируется опухоль. Биореактор регулирует «дыхание» модели, в том числе его частоту и глубину, а также прокачивает содержащую питательные вещества среду через пронизывающие ее кровеносные сосуды.

Первые эксперименты показали, что терапевтические протоколы, вызывающие развитие резистентности опухолей, при работе с моделью приводят к тем же результатам. В настоящее время авторы планируют проведение серии экспериментов для выяснения возможностей применения модели для тестирования новых терапевтических агентов и комбинированных протоколов лечения. Они также надеются, что в будущем предложенный ими подход можно будет использовать для создания индивидуальных моделей пораженного раком легкого с использованием злокачественных клеток, выделенных из опухоли пациентов при проведении диагностической биопсии. Это позволит с высокой точностью прогнозировать эффективность терапии.

Однако тестирование новых препаратов не является единственной задачей, в решении которой может помочь новая модель. Исследователи планируют использовать циркуляторную систему искусственного легкого для изучения процесса метастазирования, что позволит разработать подходы, предотвращающие этот процесс.

Модель будет представлена на Международной конвенции BIO, которая состоится 23-36 июня в Сан-Диего, Калифорния.