复制肺癌患者体内环境的类器官模型

POSTECH和gradient Bioconvergence的一组研究人员开发了具有潜在疾病的血管化肺癌类器官模型。

　　

根据韩国统计局的数据，2021年，癌症占韩国死亡人数的大部分，占所有记录病例的26%。同样，癌症是2020年死亡的主要原因。在各种类型的癌症中，肺癌最为普遍，由于其倾向于产生抵抗药物的突变，在治疗方面提出了重大挑战。

在基因改造和靶向治疗等药物筛选研究中，科学家广泛使用具有个体患者遗传特征的类器官。然而，仅仅使用类器官来复制肺癌患者体内复杂的内部环境，包括肿瘤的存在，仍然是一项艰巨的任务。

最近，浦项工业大学机械工程系教授Jinah Jang和融合信息技术工程系博士研究生Yoo-mi 等人使用从猪肺中提取的脱细胞细胞外基质(LudECM)衍生的水凝胶成功地重建了肺癌患者的内部环境。该研究结果发表在国际期刊《Biofabrication》上。

研究小组利用来自肺癌患者的类器官、来自潜在疾病(纤维化肺)患者的成纤维细胞和血管细胞开发了三种不同类型的生物墨水。他们使用LudECM作为材料来复制由类器官、基质细胞和血管细胞组成的复杂肿瘤微环境(TME)。在LudECM中培养肺癌类器官成功地保留了患者特定的肺癌亚型和基因突变特征。值得注意的是，在肺癌类器官合并纤维化模型中测试药物反应时，与传统的Matrigel相比，LudECM表现出显著提高的敏感性。

此外，研究小组利用3D生物打印技术，创建了具有可灌注血管和纤维化肺环境的肺癌模型。因此，他们成功地在实验室环境中重建了有潜在疾病的肺癌患者体内的内部环境。生成的肺癌模型显著地复制了实际肿瘤的复杂环境，从而使比以前更精确的药物评估成为可能。

通过临床药物实验，研究小组观察到，与一般肺癌模型相比，纤维化肺癌模型的耐药性增加。这一发现强调了纤维化肺对抗癌药物有效性的潜在影响。此外，该团队的血管化模型表明，由于药物被周围基质吸收或癌细胞与基质细胞之间的相互作用，药物递送可能受到阻碍。因此，利用研究团队的模型有望为有潜在疾病的肺癌患者提供量身定制的个性化治疗方案。

负责该研究的Jinah Jang教授解释说:“考虑到肺癌患者的并发症和相关危险因素，选择合适的抗癌药物是一项挑战。我相信这项研究将为针对其他伴有纤维化的实体癌的定制治疗铺平道路。”

研究小组的LudECM被认为是培养肺类器官的有价值的生物材料，获得了认可。为此目的所采用的技术已获得专利并转让给EDmicBio，目前正在进行商业化进程。

3D bioprinted vascularized lung cancer organoid models with underlying disease capable of more precise drug evaluation