美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)械工程教授菲利普·勒迪克和博士生詹姆斯·李萬(wàn)及美國(guó)匹茲堡大學(xué)乳腺癌研究員卡羅拉·諾伊曼博士合作，開(kāi)發(fā)了一個(gè)面向患者的模型?？茖W(xué)家可以使用這個(gè)模型更好地理解并最終終止癌細(xì)胞的遷移。

不同于傳統(tǒng)在塑料培養(yǎng)皿中進(jìn)行的癌細(xì)胞分析，研究小組建立了一個(gè)能更精確地反映生物體生理?xiàng)l件的三維模型。借助這個(gè)模型，科學(xué)家們可以在與人體更加相似的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)并分析癌細(xì)胞的復(fù)雜性。

“過(guò)去我們用塑料培養(yǎng)細(xì)胞，用皮氏培養(yǎng)皿研究?！敝Z伊曼說(shuō)。“但是，人體內(nèi)是沒(méi)有任何塑料的。擁有一個(gè)模仿生理?xiàng)l件的三維系統(tǒng)，能獲得更快、更相關(guān)的結(jié)果。”

該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的微流體裝置包含兩個(gè)關(guān)鍵組件：模擬傳統(tǒng)血管的平行通道和嵌入膠原中的癌細(xì)胞濃度集合。一旦裝置設(shè)立成功，通道就會(huì)被注入能擴(kuò)散到周圍膠原蛋白的化學(xué)刺激劑。隨著興奮劑分子遠(yuǎn)離通道，產(chǎn)生生物分子梯度。這種梯度能促使嵌入的癌細(xì)胞移動(dòng)，而這種移動(dòng)往往是向著模擬血管通道的。

癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移具有從原發(fā)腫瘤轉(zhuǎn)移到血液或淋巴系統(tǒng)的能力——這一過(guò)程需要癌細(xì)胞遷移并重塑腫瘤組織以侵入身體的其他部位。所以，為了阻止其轉(zhuǎn)移，科學(xué)家需要了解哪些因素能夠支持癌細(xì)胞的移動(dòng)和組織重塑。這也就解釋了為何勒迪克、諾伊曼和李萬(wàn)開(kāi)發(fā)的這個(gè)三維系統(tǒng)如此重要。

“癌癥是一種極其異質(zhì)性的疾病。這就意味著不僅每個(gè)患者的癌細(xì)胞各不相同，甚至在一個(gè)腫瘤內(nèi)，癌細(xì)胞也有所不同?！敝Z伊曼說(shuō)，“轉(zhuǎn)移也是如此。根據(jù)它們?cè)谏眢w中的位置，每個(gè)繼發(fā)性腫瘤也不相同?！?/p>

勒迪克、諾伊曼和李萬(wàn)相信，研究人員最終會(huì)使用他們的系統(tǒng)來(lái)檢查每個(gè)患者的腫瘤以確定每位患者的最佳治療方法。這個(gè)過(guò)程最終將有助于使癌癥治療更加個(gè)性化和有效。

“我們的模型可以作為某個(gè)特定患者的模型?！崩钊f(wàn)說(shuō)。他組織完成了實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)并分析了研究結(jié)果。“這非常重要，正是由于每個(gè)病人的癌癥各不相同，才使得它很難治愈?！崩硐氲脑?，這個(gè)由勒迪克、諾伊曼和李萬(wàn)開(kāi)發(fā)的三維系統(tǒng)將為研究人員和科學(xué)家提供所需工具，以阻止患者癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。