I ricercatori stanno sviluppando scaffold 3D bio-stampati a base di soia per combattere il cancro
I ricercatori della Washington State University (WSU) hanno sviluppato uno scaffold simile a un osso stampato in 3D a base di soia, in grado di combattere le cellule tumorali.
Nella loro ricerca, la laureata WSU Naboneeta Sarkar e la professoressa Susmita Bose hanno cercato di utilizzare i benefici per la salute dei prodotti a base di soia per migliorare l’assistenza postoperatoria ai malati di cancro. Integrando composti chimici a base di soia in scaffold 3D bio-stampati, il duo è riuscito a ridurre significativamente il numero di cellule tumorali ossee nei campioni riducendo al minimo l’infiammazione dannosa.
In futuro, la nuova applicazione della stampa 3D potrebbe essere utilizzata come trattamento più delicato per i pazienti con osteosarcoma, un tipo di cancro alle ossa che colpisce in particolare i giovani.
I ricercatori hanno pubblicato il loro lavoro scientifico con il titolo “ Rilascio controllato di isoflavoni di soia da scaffold multifunzionali di ingegneria del tessuto osseo stampati in 3D “.
Le recenti sfide nella gestione del tumore osseo post-chirurgico hanno chiarito la necessità di uno scaffold multifunzionale, che può essere utilizzato per la soppressione delle cellule tumorali residue, la riparazione dei difetti e la rigenerazione ossea simultanea. In questa prospettiva, la stampa 3D consente di creare un’ampia varietà di impianti specifici per il paziente con architettura porosa complessa e resistenza meccanica compatibile con quella dell’osso spongioso. Qui, un sostituto di innesto osseo multifunzionale è progettato incorporando i tre isoflavoni di soia primari: genisteina, daidzeina e gliciteina su uno scaffold di fosfato tricalcico (TCP) stampato in 3D (3DP) con pori progettati, dotandoli di cellule ossee chemiopreventive in vitro potenziale proliferativo e immunomodulante. La porosità interconnessa e la biodegradabilità delle ceramiche 3DP TCP hanno consentito una cinetica di rilascio controllato di genisteina, daidzeina e gliciteina in un mezzo tampone acido e fisiologico per 16 giorni, che è dotato del modello Korsmeyer-Peppas. La presenza di genisteina, una nota biomolecola naturale, mostra una riduzione del 90% della vitalità e proliferazione cellulare dell’osteosarcoma in vitro (MG-63) dopo 11 giorni. Nel frattempo, daidzein, l’altro isoflavone primario, promuove l’attaccamento cellulare in vitro e migliora la vitalità e la proliferazione delle cellule osteoblastiche fetali umane (hFOB). Inoltre, il rilascio controllato di genisteina, daidzeina e gliciteina dallo scaffold 3DP TCP dimostra una migliore proliferazione, vitalità e differenziazione delle cellule hFOB in un bioreattore dinamico di flusso-perfusione, che viene utilizzato per simulare meglio il microambiente clinico. Finalmente, la colorazione H&E in vivo conferma la co-somministrazione controllata di genisteina-daidzeina-gliciteina dallo scaffold 3DP, il reclutamento dei neutrofili accuratamente modulato al sito chirurgico dopo 24 ore dall’impianto in un modello di femore distale di ratto. Questi risultati fanno avanzare la nostra comprensione verso approcci terapeutici su più fronti che utilizzano sostituti dell’innesto osseo sintetico come veicolo di somministrazione di farmaci e, cosa più importante, dimostrano la fattibilità della soppressione delle cellule tumorali localizzate e della proliferazione delle cellule ossee per l’applicazione di riparazione dei difetti post-chirurgici. DICHIARAZIONE DI SIGNIFICATO: La porosità multimodale progettata dello scaffold TCP stampato in 3D consente un rilascio controllato e prolungato di isoflavoni di soia, genisteina, daidzeina e gliciteina sia a pH fisiologico che acido. La presenza di genisteina mostra una riduzione del 90% in vitro della vitalità e proliferazione delle cellule di cancro osseo. Nel frattempo, il rilascio controllato di genisteina, daidzeina e gliciteina dagli scaffold 3DP TCP dimostra una migliore proliferazione, vitalità e differenziazione delle cellule degli osteoblasti nel bioreattore di perfusione a flusso statico e dinamico. Inoltre, la colorazione H&E a 24 ore di campioni post-chirurgici dal modello di femore distale di ratto mostra che il reclutamento dei neutrofili nel sito chirurgico è significativamente ridotto, suggerendo la proprietà antinfiammatoria degli isoflavoni di soia. Questo lavoro fornisce una comprensione più approfondita della progettazione di uno scaffold multifunzionale stampato in 3D specifico per il paziente con capacità antinfiammatorie in vitro, osteogeniche e in vivo potenziate. e differenziazione in bioreattore a perfusione di flusso statico e dinamico. Inoltre, la colorazione H&E a 24 ore di campioni post-chirurgici dal modello di femore distale di ratto mostra che il reclutamento dei neutrofili nel sito chirurgico è significativamente ridotto, suggerendo la proprietà antinfiammatoria degli isoflavoni di soia. Questo lavoro fornisce una comprensione più approfondita della progettazione di uno scaffold multifunzionale stampato in 3D specifico per il paziente con capacità anti-infiammatorie in vitro, osteogeniche e in vivo potenziate. e differenziazione nel bioreattore di flusso-perfusione statico e dinamico. Inoltre, la colorazione H&E a 24 ore di campioni post-chirurgici dal modello di femore distale di ratto mostra che il reclutamento dei neutrofili nel sito chirurgico è significativamente ridotto, suggerendo la proprietà antinfiammatoria degli isoflavoni di soia. Questo lavoro fornisce una comprensione più approfondita della progettazione di uno scaffold multifunzionale stampato in 3D specifico per il paziente con capacità anti-infiammatorie in vitro, osteogeniche e in vivo potenziate.
