胰腺癌的致命之處在於它的隱蔽性和快速傳播。現在，來自普渡大學工程師建造的“時間機器”已經顯示出一種方法，它可以在癌症擴散到整個胰腺之前逆轉它的進程。
普渡大學機械工程教授、普渡大學癌症研究中心項目負責人Bumsoo Han表示：“這些發現為設計一種新的基因療法或藥物提供了可能性，因為現在我們可以將癌細胞轉換回其正常狀態。”
Han的實驗室建造的時間機器是一個被稱為腺泡(acinus)的胰腺結構的逼真再現，該結構會產生並分泌消化酶到小腸。胰腺癌往往是由慢性炎症發展而來，這種炎症發生在突變導致這些消化酶消化了胰腺本身的時候。
如果有一種方法可以回到過去，對產生這些酶的癌性尖頂細胞進行重新編程，那麼就有可能完全重置胰腺。
“時間機器”實驗
在過去的十年裡，普渡大學生物科學系的名譽教授Stephen Konieczny研究了一個潛在的重置按鈕：一個叫做PTF1a的基因。
“PTF1a基因對於正常的胰腺發育是絕對關鍵的。如果你缺乏PTF1a基因你就不會發育出胰腺，”Konieczny說道，“因此，我們的整個想法是，如果我們把PTF1a基因在胰腺癌細胞中重新打開，會發生什麼？我們會恢復癌症的表型嗎？事實上，這正是所發生的事情。”
Konieczny跟Han的實驗室合作將分子生物學研究中的這些發現提升到了一個新的水平，在一個現實的腺泡模型–時間機器中進行測試。
研究人員通常會在動物模型中研究可能的胰腺癌治療方法，但胰腺癌在動物體內發展可能需要幾個月的時間。如果有一種方法可以在一個同樣真實的微環境中研究癌症的發展和治療概念，那麼無疑將節省大量時間並讓研究人員對模型擁有更多的控制權。
普渡大學的研究人員開發的模型則克服了一個重大的挑戰，即能準確地捕捉到腺泡的解剖學複雜性，這是一個內有細胞的圓形空腔。
“從工程的角度來看，創建這種三維空腔並不簡單。因此找出一種方法來構建這種腔體，本身就是一種創新，”Han指出。
Han的實驗室已經有了建立另一個胰腺結構的現實模型–導管的經驗，癌症在從總管中出現后在這裡生長。研究人員通過利用這些知識開發出了一種新技術，進而可以在一個兩步的“粘性指法”過程中同時建立起導管和總管。
以下是它的工作原理：該模型是一個位於顯微鏡載玻片上的郵票大小的玻璃平台，有兩個相互連接的腔室。通過將膠原蛋白溶液裝入一個腔室填補胰腺導管的手指狀形狀，此時，胰腺導管隆起併發生膨脹，進而在第二個腔室中創造出空腔結構的腺泡。
將癌變的人體細胞丟入尖銳濕疣室使得該模型能夠更加逼真。Konieczny的實驗室設計了一個胰腺癌細胞系的PTF1a基因，這使其在強力黴素（一種常用於抗生素的化合物）的存在下打開。在該基因被激活后，這些細胞就開始構建Han模型中的其餘穴位，這表明它們不再是癌症，而是被重新編程了。
Konieczny指出：“在這個模型中，不僅癌細胞被重新編程，並且這是我們第一次能夠顯示腺泡的正常三維結構，它看起來跟我們在健康胰腺中看到的相同結構非常相似。”
Han的實驗室目前正在進行實驗以探索基於這些發現的可能的基因療法。