Progettando carte da filtro comuni, simili ai filtri del caffè, un team di ricercatori della New York University di Abu Dhabi ha creato array ad alto rendimento di modelli di tumore 3D miniaturizzati per replicare aspetti chiave della fisiologia del tumore, che sono assenti nelle tradizionali piattaforme di test antidroga. Con la nuova tecnologia cartacea, i modelli tumorali formati possono essere crioconservati in modo sicuro e conservati per periodi prolungati per l'uso in test antidroga su richiesta. Questi modelli di tumore crioconservabili potrebbero fornire all'industria farmaceutica un metodo facile ed economico per studiare i risultati dell'efficacia dei farmaci, potenzialmente rafforzare la medicina personalizzata. La tecnologia sviluppata può essere trasferita ad altre applicazioni terapeutiche di tendenza come la misurazione della risposta del tumore ai gradienti di concentrazione dei farmaci, studiare le vie di segnalazione delle cellule tumorali, e indagini sui tumori invasivi.

I risultati sono stati pubblicati nel documento "Cryopreservable Arrays of Paper-Based 3D Tumor Models for High Throughput Drug Screening", nel giornale di punta, Laboratorio su un chip . I risultati si basano sulla precedente ricerca del team che ingegnerizza le piattaforme di carta.

Guidato dall'assistente professore di ingegneria meccanica e biomedica presso la NYUAD Mohammad A. Qasaimeh, i ricercatori hanno cercato di sviluppare modelli tumorali 3D perché offrono un grande potenziale per comprendere i meccanismi fondamentali che regolano le risposte del tumore ai trattamenti farmacologici, e fornire opportunità per sviluppare una serie di applicazioni terapeutiche emergenti. Attualmente, la maggior parte degli screening farmacologici preclinici viene condotta su monostrati bidimensionali (2-D) semplificati di colture cellulari che non rappresentano completamente la complessità dei tessuti e degli organi umani.

I metodi esistenti per lo sviluppo di colture cellulari 3D e modelli tumorali sono laboriosi, tecnicamente impegnativo, richiede tempo, e non consentire la crioconservazione per un uso futuro. Ciò contribuisce ad alti tassi di abbandono nel processo di sviluppo dei farmaci, e può causare ritardi significativi al mercato e gravi perdite finanziarie alle aziende.

"Il nostro lavoro presenta un metodo di modellazione della carta per colture cellulari ad alto rendimento, crioconservazione, e test farmacologici di modelli di tumore 3-D. Questa tecnologia è molto promettente per fornire vantaggi senza precedenti ai campi della scoperta di farmaci, Ingegneria dei tessuti, e medicina personalizzata, " disse Qasaimeh, il Principal Investigator del Laboratorio e il responsabile dello studio.

Testando il cisplatino (un tipico farmaco chemioterapico) su modelli 3D di cancro al seno generati all'interno della piattaforma sviluppata, sono stati in grado di dimostrare che la loro tecnologia è in grado di prevedere i risultati dell'efficacia dei farmaci. Il cancro al seno è considerato il cancro più frequentemente diagnosticato in oltre l'80% in tutto il mondo. Negli Stati Uniti è stato riportato che oltre il 10% delle donne svilupperà un cancro al seno invasivo nel corso della propria vita, e negli Emirati Arabi Uniti, il cancro al seno è considerato il tumore maligno più comune in base all'incidenza e alla mortalità.

"Il nostro affidabile, facile da preparare, e il metodo poco costoso è quello di creare array cartacei ad alto rendimento di modelli tumorali 3D che ci avvicineranno di un passo allo screening dei farmaci biomimetici nelle fasi precliniche, " disse Bisan Samara, il primo autore e un ex assistente di ricerca nel laboratorio di Qasaimeh.

Questa ricerca è un avanzamento del lavoro precedente del team, "Crioconservazione cellulare su carta, " pubblicato l'anno scorso sulla rivista Biosistemi avanzati , in cui hanno stabilito la loro nuova tecnica utilizzando carta da filtro per crioconservare le cellule umane, offrendo agli scienziati un'alternativa efficiente al convenzionale, metodi di crioconservazione a lungo termine.