محققان با توسعه یک سیستم میکروفلوییدیک باز، روشی نوین برای بررسی تعامل سلول‌های تومور و داروهای ضد سرطان ارائه کرده‌اند. این سیستم می‌تواند به درک بهتر رفتار تومورها و توسعه درمان‌های موثرتر کمک کند.
مشاهده تاثیر دارو روی سلول‌های سرطانی ساده‌تر می‌شود
به تازگی مقاله‌ای در مجله Small منتشر شده که در آن روشی نوآورانه برای مطالعه تعامل سلول‌های تومور و داروهای ضدمتاستاز سرطان معرفی شده است. این روش با استفاده از یک سیستم میکروفلوییدیک باز روغنی (UOMS)، رویکردهای بالا به پایین و پایین به بالا را ترکیب می‌کند تا محیطی کنترل‌شده و واقع‌گرایانه برای بررسی رفتار سلول‌های سرطانی فراهم کند. این سیستم به‌ویژه برای مطالعه مهاجرت سلول‌های سرطانی و بازسازی ماتریکس خارج سلولی (ECM) طراحی شده است، دو فرآیند کلیدی که در متاستاز سرطان نقش دارند.
اما چالش‌های موجود در مطالعه متاستاز سرطان چیست؟ متاستاز سرطان، که در آن سلول‌های تومور از محل اولیه به اندام‌های دورتر گسترش می‌یابند، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در درمان سرطان است و به طور قابل توجهی بر بقای بیماران تأثیر می‌گذارد. تعامل سلول‌های تومور با ماتریکس خارج سلولی (ECM) در این فرآیند نقش حیاتی دارد و بر رفتار سلولی، مهاجرت و محیط میکروتومور تأثیر می‌گذارد. مدل‌های فعلی آزمایشگاهی اغلب قادر به بازتولید دقیق تعاملات سلولی و ویژگی‌های مکانیکی ECM نیستند، بنابراین نیاز به مدل‌هایی که شرایط فیزیولوژیکی تومور را بهتر شبیه‌سازی کنند، بیش از پیش احساس می‌شود.
سیستم‌های میکروفلوییدیک به دلیل توانایی در ایجاد محیط‌های کنترل‌شده در مقیاس میکرو، به ابزاری ضروری برای مطالعه رفتار سلولی تبدیل شده‌اند. با این حال، بیشتر مدل‌های موجود سیستم‌های بسته هستند که دسترسی به نمونه‌ها را محدود می‌کنند و مشاهده فرآیندهای پویا را دشوار می‌سازند. این سیستم UOMS با طراحی باز خود این چالش‌ها را برطرف کرده و امکان مشاهده و دستکاری تعاملات سلول‌های توموری با ECM را در زمان واقعی فراهم می‌کند. این سیستم به محققان اجازه می‌دهد تا مهاجرت سلول‌ها و بازسازی ECM را با دقت بیشتری مطالعه کنند و چارچوبی واقع‌گرایانه برای آزمایش داروهای درمانی ارائه دهند.
مدل میکروتومور UOMS از ترکیب دو رویکرد بالا به پایین و پایین به بالا استفاده می‌کند. در رویکرد بالا به پایین، از الگوهای میکرومتری برای چیدمان دقیق اجزای ECM استفاده می‌شود و روش‌های فوتولیتوگرافی به ایجاد کانال‌های میکروفلوییدیک کمک می‌کنند. در مقابل، رویکرد پایین به بالا از ویژگی‌های خودسازمان‌دهی سلول‌ها و اجزای ECM استفاده می‌کند تا سلول‌های توموری بتوانند به طور خودجوش ECM را بازسازی کنند و محیطی شبیه به محیط میکروتومور فیزیولوژیکی ایجاد کنند.
برای ارزیابی پتانسیل ضد متاستاز داروی این‌سیکلیناید، محققان از خط سلولی سرطان پستان سه‌گانه منفی (MDA-MB-231) استفاده کردند. آزمایش‌ها نشان دادند که این دارو به طور قابل توجهی مهاجرت سلول‌های توموری را کاهش می‌دهد و الگوهای بازسازی ECM را مختل می‌کند. این یافته‌ها در آزمایش‌های حیوانی نیز تأیید شدند، جایی که موش‌های تحت درمان با این‌سیکلیناید کاهش قابل توجهی در گسترش متاستاتیک نشان دادند، در حالی که اندازه تومور اولیه تغییر چندانی نکرد.
طراحی باز سیستم UOMS یکی از مزایای کلیدی آن نسبت به سیستم‌های بسته سنتی است. این طراحی امکان مشاهده و تعامل در زمان واقعی با محیط تومور-ECM را فراهم می‌کند و به محققان اجازه می‌دهد تا محیطی خودسازمان‌دهنده ایجاد کنند. این سیستم ابزاری قدرتمند برای پیشبرد تحقیقات سرطان و توسعه استراتژی‌های درمانی پیشرفته فراهم می‌کند.
این نتایج می‌تواند به عنوان پایه‌ای برای تحقیقات آینده در زمینه سرطان و توسعه داروهای جدید مورد استفاده قرار گیرد.
