Ricercatori del MIT Stampa 3D dispositivo di microfluidica economico per un trattamento personalizzato del cancro
I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno stampato in 3D un nuovo dispositivo microfluidico che simula i trattamenti del cancro sul tessuto tumorale biopsiato. Il dispositivo stampato in 3D può aiutare i medici a esaminare meglio come i singoli pazienti possono rispondere a terapie diverse prima di somministrare una singola dose.
I tumori artificiali sono spesso usati per testare farmaci su specifici tipi di cancro. Ma questi modelli impiegano settimane a crescere e non tengono conto della composizione biologica di un singolo paziente, che influirà notevolmente sull’efficacia del trattamento del cancro.
Il dispositivo dei ricercatori, che può essere stampato in 3D in circa un’ora, è un chip leggermente più grande di un quarto, con tre “camini” cilindrici che salgono dalla superficie. Le camere sono porte che possono essere utilizzate per immettere e drenare fluidi come agenti immunoterapici o cellule immunitarie, oltre a rimuovere bolle d’aria indesiderate.
Una caratteristica chiave era l’utilizzo di una nuova resina biocompatibile in grado di supportare la sopravvivenza a lungo termine dei tessuti sottoposti a biopsia. Dopo aver sperimentato numerose resine per diversi mesi, i ricercatori sono finalmente sbarcati su Pro3dure GR-10, che viene utilizzato principalmente per realizzare paradenti che proteggono dalla macinazione dei denti.
Il materiale è trasparente quasi quanto il vetro, ha a malapena difetti superficiali e può essere stampato ad altissima risoluzione. E, soprattutto, i ricercatori hanno scoperto che non ha un impatto negativo sulla sopravvivenza delle cellule. Il team ha sottoposto la resina al test di citotossicità. Dopo 96 ore, le cellule nel materiale stavano ancora calciando.
“Quando stampi alcuni di questi materiali in resina, emettono sostanze chimiche che pasticciano con le cellule e le uccidono. Ma questo non lo fa “, afferma Luis Fernando Velásquez-García, ricercatore presso i Laboratori di tecnologia Microsystems. “Per quanto ne so, non c’è altro materiale stampabile che si avvicini a questo grado di inerzia. È come se il materiale non fosse lì. “
In questo esperimento, i ricercatori hanno dimostrato di poter mantenere vivo un frammento di tumore e monitorare la vitalità dei tessuti. Poiché il dispositivo stampato in 3D è facile ed economico da fabbricare, potrebbe essere rapidamente implementato in contesti clinici, dicono i ricercatori.
“Se qualcuno ha il cancro, puoi prendere un po ‘di tessuto nel nostro dispositivo e mantenere vivo il tumore, eseguire più test in parallelo e capire cosa potrebbe funzionare meglio con il trucco biologico del paziente. E poi attuare quel trattamento nel paziente “, dice Velásquez-García.
Una promettente applicazione sta testando l’immunoterapia, un nuovo metodo di trattamento che usa determinati farmaci per potenziare il sistema immunitario del paziente per aiutarlo a combattere il cancro.
“I trattamenti di immunoterapia sono stati specificamente sviluppati per colpire i marcatori molecolari trovati sulla superficie delle cellule tumorali”, dice il primo autore Ashley Beckwith, un ricercatore laureato nel gruppo di ricerca di Velásquez-García. “Questo aiuta a garantire che il trattamento susciti un attacco al cancro direttamente mentre limita gli impatti negativi sul tessuto sano. Tuttavia, il cancro di ogni individuo esprime una gamma unica di molecole di superficie – in quanto tale, può essere difficile prevedere chi risponderà a quale trattamento. Il nostro dispositivo utilizza il tessuto reale della persona, quindi è perfetto per l’immunoterapia. “
Successivamente, i ricercatori mirano a testare in che modo i frammenti del tumore rispondono alle reali terapie.
