Ученые из разных исследовательских учреждений Китая и США в ходе совместного проекта разработали метод создания 3D-опухоли с характеристиками реального новообразования in vitro. Модель включает в себя каркас шириной 10 мм, изготовленный из желатина, альгиновой кислоты и фибрина, составляющих внеклеточный материал опухоли. Структура каркаса покрыта клетками HeLa — специализированная линия бессмертных клеток, которая была получена в 1951 году из опухоли шейки матки пациентки по имени Генриетта Лакс. Благодаря способности клеток к делению на протяжении неопределенного времени в лабораторных условиях, эта линия была использована во многих важных научных исследованиях за последние 50 лет.

3D-модель использовали для оценки скорости пролифирации клеток, изучения механизма распространения клеток, их реакции на противораковые препараты и другие молекулярные особенности. Главным образом оценивали уровень экспрессии белка MMP (matrix metalloproteinase protein), который важен для развития опухоли, ее разрастания и формирования устойчивости к химиотерапии. Ученые разработали методику, при которой живыми оставались до 90% клеток после 3D-печати. Сравнения показателей, свойственных 2D-моделям и 3D, выявило, что 3D-опухоли имели характеристики на много ближе к естественным злокачественным перерождениям.

Профессор Вей Сун (Wei Sun) подчеркнул, что разработана универсальная методика создания опухолевых моделей любого типа, пригодных для разнообразных медико-биологических исследований. Это поможет расширить как фундаментальные знания в области онкологии, так и возможности терапии.

Клинические исследования с привлечением пациентов имеют ряд ограничений, как методических, так и этических. По этому, всегда остается актуальной проблема создания адекватных моделей онкологических перерождений. Работа с культурами клеток ведется уже давно и позволяет решить часть задач. Но в культуре клеток невозможно учесть особенности межклеточных взаимодействий и миграции, лежащие в основе формирования метастаз и другие процессы, происходящие в реальных опухолях. 3D-модели позволяют имитировать характеристики, которые нельзя оценить другими исследовательскими подходами.

В дальнейшем методика создания 3D-моделей опухолей может использоваться для лечения пациентов с разными типами рака. Можно моделировать опухоль с использованием клеток конкретного человека и прогнозировать протекание заболевания, а так же подбирать оптимальные терапевтические схемы, учитывая индивидуальнее особенности.