A rosszindulatú agydaganatok leggyakoribb formája a glioblasztóma, amely hírhedten trükkös, és méltán tartják a leghalálosabb embereket megtámadó ráknak. A g lioblasztómák az egészséges agyszövetben diffúz és kiszámíthatatlan módon hatolnak be, és valódi rémálmot jelentenek a sebészeknek. Ráadásul olyan gyors ütemben mutálódnak, hogy a jelenleg rendelkezésre álló rákkezelések nem képesek lépést tartani velük. Még a szomszédos tumorsejtek is különbözhetnek genetikailag, ezért egyetlen terápiával nehéz megcélozni a teljes daganatot - írja a Scientific American tudományos folyóirat.
A glioblasztomák túlélési aránya a nyolcvanas években mérsékelt javulást mutatott, amikor a sugárzás a kezelési protokoll standard része lett. A betegek azt megelőzően 4-6 hónapig éltek a diagnózis után, a sugárkezelés azt az időtartamot megduplázta. A temozolomid kemoterápiás szer bevezetése a 2000-es években szintén néhány hónappal megtoldotta a túlélést. De azóta ez a fejlődés megállt.
Az orvosok még az olyan betegek életét sem tudták megmenteni - beleértve befolyásos politikusokat, így Edward Kennedy és John McCain amerikai szenátorokat -, akikről feltételezhető, hogy a létező legmagasabb szintű kezelést érhették el. Ez is mutatja, hogy ezt a kórt csak új megközelítésekkel lehet térdre kényszeríteni. Sok szakértő úgy véli, hogy a glioblasztóma legyőzésének kulcsa magában foglalja a beteg személyre szabott ellátását, és a rák specifikus molekuláris aláírásának meghatározását. (Az adott sejt vagy szövet egyedi génexpressziójának mintáját nevezik molekuláris aláírásnak.)
Az ex vivo rákmodellek
A rákterápiák, köztük a glioblasztómák kezelésésének egyik irányát az úgynevezett "ex vivo" rákmodellek adják, amelyekben a rosszindulatú sejteket laboratóriumban vizsgálják ki. Ezek tumoravatárok néven is ismertek, ugyanis lehetővé teszik a kutatók számára, hogy hatóanyagokat teszteljenek a betegek rákos sejtjein, mielőtt azt beadnák nekik. Számos ex vivo modellt próbáltak ki az évek során: tenyésztették a tumorsejteket Petri-csészékben; próbálkoztak állatkísérletekkel; még úgynevezett organoidokkal is (egy támasztó állványon tenyésztettek 3D-s tumorokat). Ezek a technikák változó sikerességet mutattak a tumor típusától függően, de egyik sem bizonyult különösebben hasznosnak a glioblasztóma esetében.
A Nature Biomedical Engineering című folyóiratban a közelmúltban megjelent egy új kutatási technológiáról szóló beszámoló, amely a korábbi ex vivo megközelítések korlátain való túllépés lehetőségeit elemezte. Ehhez a kutatók egy glioblastoma-on-a-chipet készítettek. Az elmúlt években különböző szervek és betegségek - köztük sok rák - chip alapú modelljeit mutatták már be. Ezeket úgy alakítják ki, hogy egy műanyag mikrochipet olyan élő emberi sejtekkel vonnak be, amelyek egy adott szervet vagy betegséget utánoznak annak érdekében, hogy egyszerűsítsék, olcsóbbá tegyék és növeljék a gyógyszertesztelés hatékonyságát. A Harvard Egyetem Wyss Intézete és más csoportok hatalmas előrelépést tettek számos chip alapú biológiai modell kifejlesztésében. Tesztelték a tüdő, a bél, a bőr, a csontvelő ALS-jét, még a vér-agy gátat is.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
A jelentés szerint a dél-koreai kutatók által létrehozott új chip jelentheti a glioblastoma legkorszerűbb ex vivo modelljét. A glioblasztómák közepén lévő tumorsejtek távolabb az oxigénellátástól az emberekben hajlamosak elpusztulni és nekrotikus magot alkotni. Végül a kutatók egy "extracelluláris mátrixot" is beépítettek a modellbe, amely szerintük alapvető szerepet játszik abban, hogy a tumor hogyan viselkedik a szervezetben, ugyanis ez látja el enzimekkel és más támogató fehérjékkel a sejteket, beleértve a daganatokat is.
Rák a chipen modell
Az új modell sikeresen utánozta azokat a betegeknél észlelt kezelési válaszokat, amelyekből a tumorminták származtak. A standard glioblasztóma kezeléssel (a temozolomiddal kombinált sugárzással) szemben rezisztens betegek mintái a chipeken sem reagáltak a terápiára. A kevésbé rezisztens betegek sejtjeiből nyomtatott tumorok viszont jobban reagálnak a kezelésre.
"A mi tanulmányunk az első kísérlet arra, hogy biochipen reprodukálja a páciens személyre szabott, rákkezelésre adott terápiás válaszát" - mondta Dong-Woo Cho, a dél-koreai Pohang Egyetem professzora, a tanulmány vezető szerzője. Cho úgy véli, hogy végül a chipmodelljük segíthet a túlélést támogató megfelelő kezelés kiválasztásában a glioblasztómában szenvedő betegek számára.
Hogy e technológia előtt is még hosszú út áll, arra Nader Sanai, a Phoenixi Barrow Neurológiai Intézet neurológusa világított rá. Szerinte ugyan a koreai csoportéhoz hasonló előrelépések fontosak és támogatandók, de az ex vivo modelleknek van egy komoly korlátjuk. Nem tudják teljesen ugyanazt létrehozni, ami a beteg agyában történik. Ennek részben az az oka, hogy csak a tumor egy kis részéből vesznek sejteket, de a glioblasztóma nem homogén, sőt e daganatoknak pontosan az az egyik legkellemetlenebb tulajdonsága, hogy rendkívül heterogének. Ezek a daganatok a sejteknek nagyon különböző gyűjteményei, amelyek sok különböző biológiai útvonalakat használnak. Ez az oka, hogy a legtöbb gyógyszer nem működött, és az eddigi modellek sem voltak képesek a tumorok teljes biológiáját reprezentálni.
Sanai úgy gondolja, hogy tíz éven belül nagy előrelépés várható. Ha a kutatók képesek lesznek lehatolni a különböző biomarkerek és genetikai változások mélységeibe, akkor lehet majd igazán személyre szabni a kezeléséket.
