암 치료법을 찾기 위해 연구자들은 "종양 회전타원체(tumor spheroids)"라고 불리는 구조를 사용합니다. 이제 간단한 구성 요소를 사용하여 이러한 구조를 생산하는 새로운 방법이 등장하여 이러한 귀중한 연구 도구를 저렴하고 안정적으로 생산할 수 있게 되었습니다.
암 연구의 세계에서 종양 회전타원체를 생성하고 이를 온전한 암 종양으로 성장시키는 것은 항암제 및 기타 항암 접근법을 테스트하는 데 중요한 부분입니다. 실험실에서 배양한 종양은 암이 퍼질 때 신체에서 일어나는 일을 복제하는 데 도움을 주어 화학 요법 및 기타 치료법을 정확하게 테스트할 수 있는 보다 "현실적인" 기회를 제공합니다.
예를 들어, 종양 중앙 부분의 세포는 종종 저산소 상태가 됩니다. 즉, 주변 세포보다 적은 양의 산소를 공급받게 되어 종양을 파괴하도록 고안된 약물에 더 잘 저항할 수 있게 됩니다. 종양 회전타원체 배양은 이 상태를 재현하는 데 도움이 되며 연구자에게 2D 실험실 배양을 사용할 때보다 상태를 더 잘 혼동시킬 수 있는 더 나은 도구를 제공합니다.
보스턴에 있는 Brigham and Women's Hospital(BWH)의 연구자들은 종양 회전 타원체를 만드는 현재 방법은 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리며 일관성 없는 결과를 초래할 수 있다고 지적합니다. 이 문제를 해결하기 위해 그들은 부품 가격이 7달러 미만이고 분당 4,000개의 종양 구체를 생성할 수 있는 소위 "DIY" 장치를 만들었습니다.
이 장치는 조류 용액에 부유하는 암세포를 배출하는 노즐로 구성됩니다. 스프레이는 간단한 진동 모터(소리가 꺼졌을 때 사용자에게 알리기 위해 휴대폰에 사용되는 것과 동일한 모터)가 용액을 흔들어 스프레이된 입자가 뭉치는 것을 방지하고 균일한 크기의 입자로 형성되는 영역을 통과합니다.
이 방법은 이 목표를 달성하는 데 성공했고, 이후 연구자들은 스페로이드가 배양됨에 따라 약물 저항성 저산소 코어 형성을 포함하여 시험관 내에서 종양의 특성을 모방하는 종양으로 성장한다는 사실을 발견했습니다. 그들은 또한 화학요법 개입에 예상대로 반응했습니다.
"우리는 항암제의 신뢰할 수 있는 전임상 테스트를 위한 간단한 DIY 방법을 개발했습니다"라고 BWH 공학 치료 센터의 연구 공동 저자인 장혜린이 말했습니다. "장비 비용은 암 연구에 장벽이 되는 경우가 많습니다. 우리와 같이 저렴하고 작동이 간편한 시스템은 암 연구를 민주화하고 과학에 대한 접근성을 높이는 데 매우 중요합니다."
이를 위해 연구팀은 이번 주 Devices 저널에 발표된 논문을 통해 DIY 접근 방식을 다른 과학자들에게 공개하고 있습니다.
"요약하자면, 우리는 이 연구에서 제공된 단계별 DIY 지침이 모든 암 생물학 실험실에서 이 간단한 도구를 설정하는 데 도움이 될 것으로 기대합니다. 표준화된 종양 타원체의 사용 용이성과 신속한 생성은 병리생리학적 환경을 더 잘 반영하는 조건에서 분자 메커니즘을 테스트하고 약물을 스크리닝할 수 있는 강력한 플랫폼을 제공할 수 있습니다."라고 연구원은 썼습니다.