Penggunaan matriks ekstraseluler seperti otak memungkinkan pertumbuhan dan pengobatan sel untuk mereplikasi respons fisiologis lebih dekat – ScienceDaily

Penggunaan matriks ekstraseluler seperti otak memungkinkan pertumbuhan dan pengobatan sel untuk mereplikasi respons fisiologis lebih dekat – ScienceDaily

[ad_1]

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Tufts University telah mengembangkan model kultur jaringan manusia tiga dimensi (3D) dari kanker otak anak dan dewasa dalam lingkungan mikro yang meniru otak, sebuah kemajuan yang signifikan untuk studi biologi tumor otak dan respon farmakologis. Studi tersebut dipublikasikan hari ini di Komunikasi Alam.

Para peneliti menciptakan model yang mencakup matriks ekstraseluler yang diturunkan dari otak (ECM) – jaringan kompleks protein dan asam amino dengan gula terikat yang secara alami ditemukan di otak. ECM tidak hanya memberikan dukungan untuk jaringan saraf di sekitarnya, tetapi juga membantu memandu pertumbuhan dan perkembangan sel. Perubahan komposisi ECM telah dikaitkan dengan perkembangan tumor otak, yang pada gilirannya mengubah pola ekspresi genetik dan protein dalam sel tumor.

Penelitian sebelumnya telah mencatat interaksi dua arah yang penting antara sel tumor dan ECM di sekitarnya, dan mengamati bahwa komposisi protein dalam ECM dapat mencegah atau memungkinkan difusi lebih lanjut sel tumor di otak. Untuk lebih memahami interaksi dinamis antara tumor dan ECM, penulis penelitian mengembangkan sistem in vitro 3D di mana mereka dapat memeriksa berbagai komponen ECM dan menentukan kontribusinya terhadap perkembangan tumor, serta respons tumor terhadap perawatan obat.

Penelitian ini berfokus pada dua jenis tumor otak yang umum, keduanya dengan prognosis yang sangat buruk – ependymoma, yang terjadi pada anak-anak, dan glioblastoma pada orang dewasa, yang menghasilkan kelangsungan hidup rata-rata 1-2 tahun setelah diagnosis. Dalam kemajuan penting, matriks 3D yang mengandung ECM dalam penelitian ini telah memungkinkan penyebaran dan studi sel tumor primer yang diambil langsung dari pasien, dan untuk menumbuhkannya di lingkungan yang lebih mirip dengan otak. Studi sebelumnya memeriksa garis sel tumor yang sudah mapan – tidak harus tumor yang diinginkan – pada perancah 3D atau spheroid tanpa ECM, atau menyebarkan sel dalam dua dimensi (pelapisan), memunculkan perilaku sel yang tidak terlihat di lingkungan alami mereka

“Kekuatan platform ini adalah kami dapat menyesuaikan komposisi ECM untuk mengetahui peran masing-masing komponen dalam pertumbuhan tumor, dan kami dapat melihat pengaruhnya terhadap sel tumor yang diturunkan langsung dari pasien,” kata David Kaplan, Stern Family. Profesor Teknik, ketua Departemen Teknik Biomedis di Sekolah Teknik Tufts dan anggota fakultas program di Sekolah Ilmu Biomedis Pascasarjana Sackler. “Fitur penting lainnya adalah kami dapat melacak pertumbuhan 3D sel dengan pencitraan metabolik fluoresensi eksitasi dua foton non-invasif melalui kontribusi tim Irene Georgakoudi dalam proyek tersebut. Dengan kata lain, kami dapat menggunakan pencitraan non-invasif untuk menilai apakah mereka dapat hidup dan berkembang, atau stres dan sekarat, dalam waktu nyata. “

Di antara temuan yang terungkap dalam penelitian ini adalah bahwa ECM janin, yang mengandung tingkat kolagen, HA dan CSPG tertentu yang lebih tinggi, lebih baik dalam mendukung pertumbuhan tumor daripada ECM dewasa dalam kultur 3D (ECM janin dan dewasa berasal dari otak babi). Hasil itu berkorelasi dengan anggapan bahwa kanker otak cenderung mengubah ECM sehingga komposisinya menjadi lebih “seperti janin” untuk mendukung pertumbuhannya, menurut para peneliti.

Temuan kunci lainnya adalah munculnya tetesan lipid (lemak) yang dilepaskan oleh sel glioblastoma dewasa yang dapat berkontribusi untuk menurunkan sensitivitas obat dari banyak sel glioblastoma (mungkin dengan menyerap obat). Ini mungkin berkorelasi dengan kelangsungan hidup yang buruk baik pada model jaringan 3D dan pada pasien. Tetesan tersebut belum diamati secara in vitro sebelum eksperimen ini, menunjukkan bahwa model ini adalah sistem yang kuat untuk mempelajari perilaku tumor otak di laboratorium. Penerapan solusi teknik (dalam hal ini, pengembangan matriks berbasis sutra 3D) untuk meningkatkan studi otak merupakan upaya kolaboratif yang dilakukan oleh penulis sebagai bagian dari Inisiatif untuk Ilmu Saraf, Penyakit & Rekayasa.

“Dengan platform ini, kami memiliki potensi untuk lebih memahami apa yang menentukan perilaku invasif tumor otak dan menyaring obat untuk efeknya pada pertumbuhan tumor sel yang diturunkan dari pasien,” kata Disha Sood, mahasiswa pascasarjana di lab Kaplan dan penulis pertama belajar. “Meskipun ini adalah gagasan awal, kemampuan untuk mempertahankan kultur sel tumor yang diturunkan dari pasien dan secara metabolik melacaknya secara non-invasif, menunjukkan kemungkinan memantau perilaku sel dan sensitivitas obat dari waktu ke waktu, untuk menginformasikan keputusan pengobatan.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Tufts. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Pengeluaran SGP

Author Image
adminProzen