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3D化されたすい臓がんモデルで「腫瘍の成長や化学療法反応を調査する」

世界の研究チームが集まり、患者の細胞を用いて多細胞の3D微小環境を作成し、膵臓がんの３Dモデルを作成したようです。このモデルでは、腫瘍細胞の成長や化学療法薬への反応の仕方を再現し、すい臓がんの治療に役立つと言われています。

An international team of scientists have created a three-dimensional (3D) pancreatic cancer tumour model in the laboratory, combining a bioengineered matrix and patient-derived cells that could be used to develop and test targeted treatments.

参照元：https://www.nottingham.ac.uk/news/lab-grown-tumour-models-could-improve-treatment-for-pancreatic-cancer
– ノッティンガム大学 University of Nottingham. Friday, 24 September 2021 –

国際的な科学者チームが、バイオエンジニアリングされたマトリックスと患者由来の細胞を組み合わせて、実験室で3次元（3D）膵臓がん腫瘍モデルを作成しました。

このモデルは、標的治療法の開発と試験に使用できる可能性があります。

ノッティンガム大学、ロンドン・クイーン・メアリー大学、モナッシュ大学、上海交通大学の研究者らは、本日、Nature Communications誌に掲載された新しい研究において、患者由来の細胞を用いて多細胞の3D微小環境を作成し、膵臓がんにおける腫瘍細胞の成長や化学療法薬への反応の仕方を再現しました。

膵臓がんは、治療が非常に難しく、特に、がんが広がるまで兆候や症状が見られないため、治療が困難です。

また、他のがんに比べて生存率が低く、診断から5年後の生存率はわずか5～10％といわれています。

本研究は、ノッティンガム大学（英国）のAlvaro Mata教授、モナッシュ大学（オーストラリア）のDaniela Loessner教授、上海交通大学（中国）のChristopher Heeschen教授が中心となって行われました。

このプロジェクトの主任研究員であるDavid Osuna de la Peña博士は話します。

「膵臓がんの治療には、2つの大きな障害があります。それは、タンパク質の非常に高密度なマトリックスと、再発や転移に関与する耐性の高いがん幹細胞（CSC）の存在です。今回の研究では、CSCが他の種類の細胞と相互作用し、一緒になって生体内と同じように振る舞うことができるマトリックスを設計し、より現実的な方法でさまざまな治療法を試す可能性を開きました。」

患者の腫瘍の成長と進行を研究し、新しい治療法への反応を調べるためには、より優れた3Dがんモデルが必要です。

現在、前臨床試験で成功したがん治療法の90％は、臨床試験の初期段階で失敗しており、臨床試験で成功したがん治療薬は5％にも満たない。

前臨床試験では、治療に対する反応を予測するために、主に2次元（2D）培養細胞と動物モデルを組み合わせて使用しています。

しかし、従来の2次元細胞培養では、腫瘍組織の主要な特徴を模倣することができず、また、生物種間の違いにより、動物宿主で成功した治療法の多くがヒトでは効果がないという結果になります。

そのため、ヒトの腫瘍微小環境をよりよく再現し、患者固有の違いを取り入れた新しい3Dがん実験モデルが必要とされています。

自己組織化とは、生物システムが複数の分子や細胞を機能的な組織に制御可能に組み立てるプロセスです。

研究チームは、このプロセスを利用して、膵臓がんで発見された複数の、しかも特異的なタンパク質でできた新しいハイドロゲルバイオマテリアルを作成しました。

この形成メカニズムにより、重要な種類の細胞を取り入れることができ、患者の腫瘍の特徴を模した生物学的環境を作り出すことができます。

Mata教授は話します。

「ヒトのがんの治療法を開発するために、がんのモデルを使用することは一般的になってきていますが、臨床応用に結びつけるための大きな障壁となっているのが納期です。私たちは、患者由来の細胞を用いて主要なマトリックス成分を組み立て、組織化することで、包括的で調整可能な膵管腺がん（PDAC）のex vivoモデルを構築しました。」

「このモデルは、患者固有の転写プロファイル、CSCの機能性、強い腫瘍原性を示し、オルガノイドやスフィア培養よりも適切なシナリオを提供しています。最も重要なことは、他のモデルよりも自己組織化した培養液で薬剤の反応がよく再現されたことです。」

このモデルは、病院で患者の腫瘍細胞を採取してモデルに組み込み、特定のがんに最適な治療法を見つけて患者に提供するというビジョンに近づくものだと考えています（すべてが短時間で完了します）。この病気を治療するための精密医療のビジョンはまだ先のことですが、今回の研究はそれを実現するための一歩となります。」

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