Új laboreszközök tumorminták vizsgálatához

A Microsystems & Nanoengineering folyóiratban szeptember 10-én jelent meg a Stanford University kutatóinak cikke, amelyben a tumorminták laboratóriumi vizsgálatához használható olyan új eszközök kifejlesztéséről számoltak be, amelyek felgyorsíthatják az onkológiai célú kutatásokat.

A fejlesztés hátterében az az elgondolás állt, hogy egy modern orvosbiológiai laboratóriumban sok esetben rengeteg ismétlődő, aprólékos munkára van szükség, mielőtt a valódi kutatómunka elkezdődhetne. A rákkutatók például ma már képesek több száz vagy akár több ezer kis, laboratóriumban növesztett tumormintát - úgynevezett organoidokat - felhasználni ahhoz, hogy egyszerre több rákterápiát, köztük immunterápiákat is tesztelhessenek. Az organoidok előállításához azonban a kutatóknak gyakran kézzel kell apró részekre darabolniuk a betegekből kivett daganatot, ollóval kell a mintát milliméter alatti méretűre vágni, aprítani. Ez a darabolási munka fárasztó, mégis gyakran képzett - és ehhez a feladathoz általában jócskán túlképzett - doktoranduszok vagy kutatók végzik. Az ilyen típusú munka azonban hamarosan felgyorsulhat, mivel a Stanford School of Engineering kutatói két olyan új eszközt fejlesztettek ki, amelyek felgyorsítják a tumorminták milliméternél kisebb méretű részekre történő precíziós vágását. Ez a két eszköz a microDicer (µDicer) és a microGrater (µGrater).

A feltalálók szerint ezek a laboratóriumi eszközök lényegében nem különböznek a konyhákban a zöldségek felkockázására vagy a sajt reszelésére használt jól ismert eszközöktől, ám lehetővé teszik a kutatók számára, hogy javítsák a minták konzisztenciáját és minőségét, ami közvetlen hatással van a későbbi kísérletekből származó adatok minőségére, például a gyógyszerekre adott válasz mérésére.

“Munkatársunk és társszerzőnk, Calvin Kuo, a Stanford Cancer Center rákbiológiai programjának társvezetője kimutatta, hogy a rák immunterápiás kutatásában a tumorsejtek csoportjai és a tumorba már beszivárgott immunsejtek közötti térbeli kapcsolatok fenntartása - szemben az egyes különálló sejtekkel végzett kísérletekkel - valóban fontos a gyógyszerek és immunterápiák tesztelésének pontossága szempontjából. Eszközeink segítenek a kutatóknak abban, hogy hatékonyabban hozzanak létre olyan méretű organoid-darabokat, amelyekben ezek a térbeli viszonyok megőrződnek” - nyilatkozta Sindy Tang, a microDicer és a microGrater leírását tartalmazó új tanulmány első szerzője.

“Új laboreszközeink felgyorsítják a korábban kézzel végzett laboratóriumi munkát, de hasznosságuk túlmutat ezen a nyilvánvaló előnyön” - fejtette ki Tang. “Ezek az eszközök ugyanis egységes méretű organoidokat állítanak elő, és a pengék olyan méretre állíthatók, amekkora darabokra a kutatónak éppen szüksége van.”

Az organoidok méretének pontos meghatározása azt is lehetővé teszi a kutatók számára, hogy feltegyék a kérdést, létezik-e az adott vizsgálathoz “tökéletes” organoid méret. Ha az organoid túl kicsi, előfordulhat, hogy nem őrzi meg a daganat eredeti tulajdonságait (ahogyan a tumor a szervezetben előfordult). Ha viszont az organoid túl nagy, akkor könnyen elpusztulhat, mivel az oxigén és a tápanyagok nehezen jutnak el a belső tumorsejtekhez.

Tang és csapata az eszközök pengéinek mintáit szilíciumból alakította ki a klasszikus számítógépes chipgyártás eszközeivel: a pengemintákat reaktív plazma segítségével marták a szilíciumba. A reszelőre hasonlító microGrater rozsdamentes acél pengéi egy sor lekerekített téglalapból állnak, amelyek valamivel több mint fél milliméter hosszúak; és képesek pontosan meghatározott méretű organoidok leborotválására.

A microDicer pengéje függőleges, egymásba illeszkedő hatszögek hálójára hasonlít, amely egy méhsejtre emlékeztet, csak élezett oldallapokkal rendelkezik. Használata során a kutató vékony szövetrétegeket borotválhat le, amelyek a microDicer méhsejtes hálóján keresztülnyomódva uniformizált méretű tumormintákat képeznek.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

New precision tools make quick work of tumor dissection

Microdissection tools to generate organoids for modeling the tumor immune microenvironment

Irodalmi hivatkozás:

Seth C. Cordts et al, Microdissection tools to generate organoids for modeling the tumor immune microenvironment, Microsystems & Nanoengineering (2024). DOI: 10.1038/s41378-024-00756-8