一支國際科學家團隊在實驗室里創建了一個三維（3D）胰腺癌腫瘤模型，結合了生物工程基質和來源於病人的細胞，可用於開發和測試靶向治療的方法。發表在《自然-通訊》上的一項新研究中，來自諾丁漢大學、倫敦瑪麗女王大學、莫納什大學和上海交通大學的研究人員創造了一個多細胞的三維微環境，利用患者來源的細胞來重現胰腺癌中腫瘤細胞的生長方式並對化療藥物作出反應。
胰腺癌非常難以治療，特別是在癌症擴散之前沒有任何跡象或癥狀。它可能對治療有抵抗力，與其他癌症相比，存活率很低，診斷後五年的存活率只有5-10%。
該研究由英國諾丁漢大學的Alvaro Mata教授、澳大利亞莫納什大學的Daniela Loessner教授和中國上海交通大學的Christopher Heeschen教授領導。該項目首席研究員David Osuna de la Peña博士說。”治療胰腺癌有兩個主要障礙–非常密集的蛋白質基質和高度抗性的癌症幹細胞（CSCs）的存在，它們參與複發和轉移的過程。我們的研究中設計了一個基質，其中CSCs可以與其他細胞類型相互作用，共同表現得更像它們在體內的表現，為以更真實的方式測試不同的治療方法提供了可能性”。
接下來就是需要改進的3D癌症模型來研究患者的腫瘤生長和進展，並測試對新療法的反應。目前，90%的臨床前測試成功的癌症治療方法在臨床試驗的早期階段失敗，只有不到5%的腫瘤藥物在臨床試驗中取得成功。
臨床前測試大多依靠二維（2D）實驗室培養的細胞和動物模型的組合來預測對治療的反應。然而，傳統的二維細胞培養物不能模擬腫瘤組織的關鍵特徵，物種間的差異可能導致許多在動物宿主身上成功的治療方法在人類身上無效。
因此，需要新的實驗性三維癌症模型來更好地重現人類腫瘤微環境，並納入患者的特定差異。
自組裝是生物系統可控地將多個分子和細胞組裝成功能性組織的過程。利用這一過程，該團隊創造了一種新的水凝膠生物材料，該材料由胰腺癌中發現的多種但又是特定的蛋白質製成。這種形成機制使關鍵的細胞類型得以融入，從而創造出能夠模仿患者腫瘤特徵的生物環境。
在開發疾病的治療方法中，使用人類癌症模型正變得越來越普遍，但將其投入臨床應用的一個主要障礙是周轉時間。研究人員通過與患者來源的細胞組裝和組織關鍵的基質成分，設計了一個全面和可調整的胰腺導管腺癌（PDAC）體外模型。這些模型表現出患者特定的轉錄譜、CSC功能和強大的致瘤性；總體上提供了一個比Organoid和Sphere培養物更相關的場景。最重要的是，與其他模型相比，藥物反應在自組裝的結構中得到了更好的再現。
研究人員認為這個模型更接近於能夠在醫院提取病人的腫瘤細胞，將其納入模型可以為特定的癌症找到最佳的雞尾酒療法，並將其送回給病人。雖然這種治療這種疾病的精準醫學的願景仍然遙遙無期，但這項研究為實現它提供了一個步驟”。