Mat Today：科学家设计出新型水凝胶 或有望帮助开发更具靶向性的抗癌疗法

近日，一篇发表在国际杂志Materials Today题为“Chemically and mechanically defined hyaluronan hydrogels emulate the extracellular matrix for unbiased in vivo and in vitro organoid formation and drug testing in cancer”的研究报告中，来自多伦多大学等机构的科学家们通过研究设计出了一种在实验室中生长细胞的新方法，其或能更好的模拟癌变肿瘤，这种基于名为凝胶样材料的平台或能为促进癌症新型疗法的开发提供新的机会。

通过调查在乳腺癌组织中发现的天然分子，研究人员就能设计出一种成分更明确且更为可靠的替代品，从而代替细胞生物学家通常使用的基质胶(Matrigel)等标准材料。这种新型的仿生水凝胶由透明质酸组成，其通常存在于健康组织中，并能在多种癌症进展过程中不断增加，包括乳腺癌、肺癌、脑癌、前列腺癌、卵巢癌和胰腺癌等，但在基质胶中会明显缺失，这些材料还包括层黏连蛋白，其是一种在乳腺组织中含量丰富的蛋白质。

这两种成分结合在一起会产生一种密切模仿原始组织的水凝胶，其具有基质胶的所有有益特性，同时还能通过促进细胞和周围组织之间的交流沟通。当研究人员比较在新的水凝胶和基质胶存在的情况下实验室培养的患者活检组织时，他们观察到了不同的癌细胞生长率以及其对药物所产生的反应，当他们利用相同的水凝胶并注射患者细胞产生疾病动物模型时，研究者发现了其机体免疫反应的差异，其中的基质胶似乎会对结果产生偏岐，从而混淆研究人员的理解，然而，这种新型的水凝胶或能提供一种无偏见的“画布”来帮助研究人员研究肿瘤的生长如何影响宿主机体的免疫细胞反应。

科学家设计出新型水凝胶 或有望帮助开发更具靶向性的抗癌疗法。

图片来源：Materials Today (2022). DOI: 10.1016/j.mattod.2022.01.023

研究者Shoichet说道，随着我们对癌症免疫系统的理解越来越多，对于无偏见的结果的重要性无论怎么强调或许都不过分。相关研究结果表明，新的水凝胶或能产生更像人类癌症肿瘤中所观察到的结果，一个例子就是乳腺细胞自我组装成3D结构的能力，其关键组分会以某种方向为导向，这一过程被称之为极化。当研究人员进行药物筛选时，能够培育出疾病细胞就显得尤为重要了，因为那些细胞是他们想要杀灭的。

在加拿大和美国一种新型癌症疗法被批准用于人体之前，加拿大卫生部和美国FDA都会要求其通过动物体内研究，这就包括进行患者衍生的异种移植物研究，其是一种癌症模型，即将来自人类肿瘤的组织或细胞移植到免疫缺陷的小鼠体内，这些模型或能促进研究人员更好地模拟人类癌症的生长，并用于研究疗法对临床相关的患者的癌细胞所产生的影响。但在某些情况下，为癌症研究产生这些动物模型所需要的的时间或许太长，利用一种基于实验室的方法来在更明确的材料中生长这些有价值的患者细胞或许会加速整个筛选过程。

新型水凝胶结构或能被用来模拟癌细胞微环境，从而制造一种用于癌症研究的高度可靠的系统，如今研究人员能够控制输入，从而获得与他们所模拟的组织相关的受控机械特性和生化特性；癌症研究的长期目标就是摆脱对动物的研究，如果这种新型平台最终能实现体内反应的预测，那么其或许就会产生更多的优势，包括减少从研究中获得结果所需的时间。目前研究人员正在通过联合研究来分析患者机体的乳腺癌细胞，尽管本文研究的大部分都重点关注乳腺癌，但他们也能利用这一平台生长8种其它的癌症类型（包括结肠癌等），并能扩大研究范围从而对细胞侵袭进一步研究。

研究者Bahlmann表示，目前我们正在研究理解细胞侵袭的过程，当癌症变得更具侵袭性时或许就更难以治疗，同时其还会开始浸润到机体的不同微环境中。研究者希望能通过在其所开发的水凝胶中培育其它癌细胞，同时发现新型靶点并帮助开发乳腺癌和其它癌症的新型疗法。最后研究者表示，目前我们正在走向精准医疗的时代，如果能够快速有效地筛选患者机体的细胞，那么或许就能针对不同患者量身定制个体化抗癌疗法，而研究人员所开发的新型水凝胶或许就开始了其新型药物的发现之旅。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Alexander E.G.Baker，Laura C.Bahlmann，Chang Xue, et al. Chemically and mechanically defined hyaluronan hydrogels emulate the extracellular matrix for unbiased in vivo and in vitro organoid formation and drug testing in cancer, Materials Today (2022). DOI: 10.1016/j.mattod.2022.01.023