חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הצליחו להדפיס במדפסת תלת מימד גידול סרטני שלם ופעיל מסוג גליובלסטומה. הגידול המודפס כולל מערכת מסועפת של צינוריות דמויות כלי דם שניתן להזרים דרכן תאי דם ותרופות באופן המדמה את הגידול האמיתי. הדפסת הגידול מתבססת על דגימות של חולים שנלקחו היישר מחדרי הניתוח במחלקה הנוירוכירורגית בבית החולים איכילוב בתל אביב. תוצאות המחקר החדש מתפרסמות היום בכתב העת Science Advances.
המחקר נערך בהובלת פרופ' רונית סצ'י-פאינרו מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר וביה"ס סגול למדעי המוח, העומדת בראש המרכז לחקר הביולוגיה של הסרטן, המעבדה לחקר סרטן וננו-רפואה והמיזם להדפסת תלת מימד לחקר סרטן ע"ש מוריס קאהן באוניברסיטת תל אביב. את הטכנולוגיה החדשה פיתחה הדוקטורנטית לנה נויפלד יחד עם חברי המעבדה עילם ייני, נעה רייזמן, יעל שטילרמן, ד"ר דקלה בן-שושן, סבינה פוצי, ד"ר גליה טירם, ד"ר ענת אלדר-בוק, וד"ר שירן פרבר.
"גליובלסטומה הוא הסוג הקטלני ביותר של גידולי סרטן במערכת העצבים המרכזית והוא מהווה את מרבית הגידולים הממאירים שמקורם במוח", אומרת פרופ' סצ'י-פאינרו. "במחקר קודם שלנו זיהינו לראשונה חלבון בשם P-Selectin , שמופרש במפגש בין תאי סרטן מסוג גליובלסטומה לתאים מסוג מיקרוגליה, תאי המערכת החיסונית במוח שלנו. מצאנו שחלבון זה אחראי לכשל בתאי המיקרוגליה אשר במקום לתקוף את תאי הסרטן, מעודדים את התפשטותו של סרטן קטלני זה. אלא שאת החלבון הזה זיהינו בגידולים שהוסרו בניתוח מחולים אבל לא בתאי גליובלסטומה שגידלנו במעבדה שלי, בדו מימד על צלחות פטרי. הסיבה היא שסרטן, כמו כל רקמה, מתנהג שונה מאוד על משטח פלסטיק קשיח לעומת התנהגותו כשהוא גדל בגוף האדם. 90% מהתרופות נופלות בשלב הניסויים הקליניים כי לא מצליחים לשחזר בבני אדם את ההצלחה שהושגה במעבדה".
לשם כך, צוות החוקרים יצר את המודל התלת מימדי המודפס הראשון של סרטן מסוג גליובלסטומה הכולל רקמה סרטנית תלת מימדית, המוקפת במטריקס חוץ-תאי ומתקשרת עם סביבתה באמצעות כלי דם מתפקדים וזורמים.כל מודל מודפס בתוך ביוראקטור שייצרו במעבדה, באמצעות ג'ל שדגמו ושכפלנו מהמטריקס החוץ-תאי שנלקח מהחולה, ובכך מדמה את הרקמה עצמה.
לאחר שהדפיסו בהצלחה את הגידול התלת מימדי, הראו החוקרים שבעזרת המודל ניתן יהיה לחזות במהירות וביעילות את הטיפול המתאים ביותר עבור חולה ספציפי, בניגוד לתאים סרטניים הגדלים בצלחות פטרי, במודל דו מימדי. "הוכחנו", אומרת פרופ' סצ'י-פאינרו, "שהמודל התלת מימדי שלנו מתאים יותר לניבוי ולפיתוח תרופות בדרכים שונות והצלחנו לעכב את התקדמות הגליובלסטומה על ידי חסימת החלבון P-Selectin. הניסוי הזה הוכיח לנו כמה תרופות פוטנציאליות לא מגיעות לקליניקה כי הן נכשלו בבדיקות על מודלים דו מימדיים, ולהפך: כמה מקרים שנחשבו להצלחה מסחררת במעבדה נכשלו במבחנים הקליניים.
"בגידול שהדפסנו במדפסת התלת מימד, קצב התפתחות הגידול תואמת להתפתחות שאנחנו רואים בחולים או בחיות מודל", אומרת פרופ' סצ'י-פאינרו. לדבריה, "אם אני לוקחת דגימה מרקמה של חולה, יחד עם המטריקס החוץ-תאי שלו, אני יכולה להדפיס מהדגימה הזאת מאה גידולים שונים ולבדוק תרופות רבות ובשילובים שונים כדי לגלות איזו תרופה או משלב תרופות מתאימים יותר לגידול הספציפי הזה.
"לחלופין, הפיתוח מאפשר לנו לבדוק המון תרכובות שונות על גידול שהודפס במדפסת תלת מימד, ולהחליט באיזו תרכובת כדאי להשקיע את המשאבים כדי לנסות ולפתח הלאה כתרופה עד לשלב הקליני. אבל החלק המרגש ביותר הוא מציאת חלבוני-המטרה וגני-המטרה בתאים הסרטניים, דבר שקשה מאוד לעשותו בגידולים הנמצאים במוחות של חולים או של חיות מודל. הפיתוח החדשני מעניק לנו גישה חסרת תקדים, ולא מוגבלת בזמן לבחון לעומק גידול תלת מימדי המחקה את הגידול שאנו מוצאים אצל החולים בצורה המיטבית".
