یک تیم بین‌المللی از محققان به رهبری دانشمندان ایرانی در کانادا، با موفقیت روشی را برای مدل‌سازی سه‌بعدی بهتر از سرطان‌های پیچیده و چندسلولی ایجاد کردند. این تیم توانست تکنیک‌های چاپ زیستی پیشرفته را با ساختارهای مصنوعی (تراشه‌های میکروسیال) ترکیب کند. این روش به محققان آزمایشگاهی کمک می‌کند تا تومورهای ناهمگن را با دقت بیشتری تشخیص دهند. این تومورها بیش از یک نوع سلول سرطانی دارند و اغلب در الگوهای غیرقابل پیش‌بینی پراکنده هستند.

به‌گزارش Phys، در روش سنتی، پزشکان تومور بیمار را بیوپسی می‌کردند. یعنی سلول‌ها را استخراج می‌کردند و سپس آنها را در پتری‌ دیش در آزمایشگاه رشد می‌دادند. «نفیسه مقیمی»، محقق ایرانی فوق دکتری در رشته ریاضیات کاربردی و نویسنده اصلی این تحقیقات از دانشگاه واترلو کانادا، می‌گوید: «به مدت 50 سال، زیست‌شناسان تومورها را با این روش سنتی درک می‌کردند. اما از یک دهه پیش، با شکست‌های مکرر درمان در آزمایش‌های انسانی، دانشمندان متوجه شدند که یک مدل دوبعدی نمی‌تواند ساختار واقعی تومور را در داخل بدن نشان دهد.»

نحوه تولید و عملکرد مدل سه بعدی تومور

در تحقیقات جدیدی که نتایج آن در مجله Scientific Reports چاپ شده است، برخلاف روش‌های سنتی یک مدل سه‌بعدی از تومور چاپ می‌شود که علاوه بر اینکه پیچیدگی تومور را نمایش می‌دهد، محیط اطراف آن را نیز شبیه‌سازی می‌کند.

ابتدا، تیم تحقیقاتی تراشه‌های میکروسیال پلیمری ایجاد می‌کنند. این تراشه‌ها ساختارهای کوچکی دارند و کانال‌هایی روی آن‌ها حکاکی شده‌اند که می‌توانند جریان خون و سایر مایعات اطراف تومور بیمار را شبیه‌سازی کنند. در مرحله بعد، چندین نوع سلول سرطانی را رشد می‌دهند و این کشت‌های سلولی را در یک جوهر زیستی مخصوص قرار می‌دهند. این جوهر زیستی ترکیبی از ژلاتین، آلژینات و سایر مواد مغذی برای زنده نگه داشتن کشت‌های سلولی است.

در نهایت، آن‌ها از یک چاپگر زیستی اکستروژن (چاپگر سه‌بعدی مخصوص مواد آلی) استفاده می‌کنند تا انواع مختلف سلول‌های سرطانی را روی تراشه‌های میکروسیال آماده‌شده دسته‌بندی کنند. نتیجه یک مدل زنده و سه‌بعدی از سرطان‌های پیچیده است که دانشمندان می‌توانند از آن برای آزمایش روش‌های مختلف درمان مانند داروهای مختلف شیمی‌درمانی استفاده کنند.

از این روش می‌توان برای درمان سرطان سینه در زنان کمک گرفت. درمان سرطان سینه پر از چالش است زیرا غده‌های سرطانی هنگام متاستاز، به تومورهای پیچیده‌ای تبدیل می‌شوند که حاوی چندین نوع سلول سرطانی است. برای درمان چنین سرطان‌های پیچیده‌ای نباید صرفاً بر سلول‌های یک یا دو نمونه‌برداری تکیه کرد. مدل‌های تومور چاپ سه بعدی می‌توانند درمان‌های سریع‌تر، کم‌هزینه‌تر و آسان‌تری را برای شرایط جدی مانند سرطان سینه در مراحل پایانی ممکن سازند.