研究者は 3D バイオプリント腫瘍モデルを使用してがん治療を変革します

マウロ・タンバスコ准教授の研究室では、あらゆるレベルの研究者が協力して、がんと闘うための革新的なアプローチを開発しています。

腫瘍の 3D モデルを作成することにより、研究室はこれらの癌性細胞塊の複雑さをよりよく研究できるようになります。研究者は、最先端のバイオプリンティング技術を使用して腫瘍モデルを形成します。これにより、実際の細胞の特性と機能を備えた標準化されたモデルが生成され、より現実的かつ正確な方法で治療法を研究およびテストできるようになります。

「放射線治療の多くは二次元の細胞モデルに基づいており、腫瘍モデルが持つような免疫や血管への影響はあまり捉えられていません」と理学部の医学物理学修士課程の学生、ハリー・グレーズブルック氏は言う。

「3D バイオプリンティングを使用すると、細胞間の相互作用を模倣することができます。」グレーズブルック氏は付け加えた。 「血管構造、灌流、血流など、実際には人体の内部にしか存在しないものを含む腫瘍全体をプリントすることができます。その後、そのモデルを使用して、さまざまな放射線療法や化学技術をテストして、可能な限り効果的にがんと闘っていることを確認できます。」

がん患者の放射線量と種類を決定するために現在使用されている 2 次元モデルは、この包括的な観点を提供していません。タンバスコの研究室は、実物そっくりの 3D モデルを使用して、放射線治療をより正確かつ効率的に微調整することに取り組んでいます。

たとえば、多くの患者は数週間にわたって毎日少量の均一な放射線量を処方されているが、タンバスコ研究所はそのモデルを使用して、腫瘍の特定の部分にのみ照射される高線量が免疫反応を引き起こし、患者の生存率を向上させる可能性があるかどうかをテストしている。

「3Dバイオプリンティングはこれまでにも使用されてきたが、そのほとんどは化学療法薬に使用されたものだ」とグレイズブルック氏は語った。 「私たちはその技術を応用して、放射線治療を可能な限り効果的にできるようにしようとしています。」

科学を超えて

執筆ワークショップから研究体験まで、SDSU の卒業生支援プログラムが医療専門家としてのキャリアの準備に役立っていると Glazebrook 氏は述べました。

「私は医学物理学者として、放射線治療を行う診療所で働き、がん患者の治療を手助けするつもりです」と彼は語った。 「この研究は、がんの生物学、がんの仕組み、そして人々をより良く助ける方法についてより詳しい視点を与えてくれるので、本当に有益です。」

また、グレーズブルック氏は研究室の学部生のメンターとしての役割を果たし、学生たちがさまざまな技術スキルやコミュニケーションスキルを身につけるのを助け、「他の方法では得られなかった多くのスキルを身に着けてこの研究室を離れることができる」と彼は述べた。

これらの学生の 1 人は、SDSU 学部研究、奨学金、創造活動プログラム (SURP) によってプロジェクトが支援されている 4 年生のコナー シュミットです。シュミット氏は研究室で、さまざまなレベルの放射線が腫瘍モデルの弾性と粘性にどのような影響を与えるかを調べています。科学者はこの洞察を利用して、これらの生体力学特性が腫瘍退縮において果たす役割を理解し、実際の腫瘍におけるこれらの影響を予測できます。

「私は物理学と科学を現実の物体や現実の人々にどのように適用できるかということに常に興味を持っていました」とシュミット氏は語った。

シュミットは物理学の学生として、医学物理学研究の中心となる生物学的概念と技術を学ぶという課題に取り組みました。実際の経験を通じて、そしてタンバスコ研究所での仕事が現実世界に与える影響を目の当たりにすることで、彼はこの分野に対する強い情熱を育み、現在は大学院に進学してトレーニングを続けるつもりです。

「物理学の学位を取得して就く可能性のあるキャリアを調べていたとき、病院で積極的に働き、がんのより良い治療法の開発に貢献できる分野として、医学物理学が私にとって本当に魅力的でした」とシュミット氏は語った。