復制肺癌患者體內環境

根據韓國統計局的數據，2021年韓國死亡人數中，癌癥占大多數，占所有記錄病例的26%。同樣，癌癥是2020年的首要死因。在各種類型的癌癥中，肺癌最為常見，由于其容易產生耐藥性突變，給治療帶來了重大挑戰。

在基因改造和靶向治療等藥物篩選研究中，科學家廣泛使用具有個體患者遺傳特征的類器官。然而，僅使用類器官復制肺癌患者體內復雜的內部環境 (包括腫瘤的存在)仍然是一項艱巨的任務。

最近，包括浦項科技大學 (POSTECH) 機械工程系和融合 IT 工程系的 Jinah Jang 教授和融合 IT 工程系博士生 Yoo-mi Choi 在內的一組研究人員與 Jinuen 一起Gradiant Bioconvergence 首席執行官 Rheey 和首席研究員 Haram Lee 取得了重大突破。他們使用從豬肺中獲得的脫細胞細胞外基質(LudECM)衍生的水凝膠成功地重建了肺癌患者的內部環境。研究成果發表在國際期刊《Biofabrication》上。

研究小組利用來自肺癌患者的類器官、來自患有潛在疾病(纖維化肺)的患者的成纖維細胞和血管細胞開發了三種不同類型的生物墨水。他們采用 LudECM 作為材料來復制由類器官、基質細胞和血管細胞組成的復雜腫瘤微環境 (TME)。在LudECM中培養肺癌類器官成功保留了患者特定的肺癌亞型和基因突變特征。值得注意的是，在測試肺癌類器官與纖維化模型中的藥物反應時，與傳統基質膠相比，LudECM 表現出顯著更高的敏感性。

此外，研究團隊利用3D生物打印技術創建了具有可灌注血管和纖維化肺部環境的肺癌模型。因此，他們成功地重建了患有基礎疾病的肺癌患者體內的內部環境，目前在實驗室環境中。生成的肺癌模型顯著地復制了實際腫瘤的復雜環境，從而能夠比以前更精確地進行藥物評估。

通過臨床藥物實驗，研究團隊觀察到，與一般肺癌模型相比，纖維化肺癌模型的耐藥性有所增加。這一發現強調了肺纖維化對抗癌藥物有效性的潛在影響。此外，該團隊的血管化模型證明了藥物輸送可能因藥物吸收到周圍基質或癌細胞與基質細胞之間的相互作用而受到阻礙的情況。因此，利用研究團隊的模型有望為患有基礎疾病的肺癌患者提供專門定制的個性化治療方案。

領導這項研究的 Jinah Jang 教授解釋說：“考慮到并發癥和相關風險因素的存在，選擇合適的抗癌藥物對肺癌患者來說是一個挑戰。” 她繼續說道，“我相信這項研究將為針對其他伴有纖維化的實體癌的定制治療鋪平道路。”

該研究小組的LudECM被認為是培養肺類器官的有價值的生物材料，已經獲得了認可。為此目的采用的技術已獲得專利并轉讓給 EDmicBio，目前正在進行商業化進程。

該研究是在韓國國家研究基金會大學重點研究機構項目以及衛生福利部再生醫學項目和智能專業化基礎設施項目的支持下進行的。