Ο καρκίνος, η δεύτερη κύρια αιτία θανάτου παγκοσμίως, είναι πιο πιθανό να ανταποκριθεί σε αποτελεσματική θεραπεία εάν εντοπιστεί έγκαιρα πριν δώσει μεταστάσεις, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη πιθανότητα επιβίωσης. Ορισμένοι σπάνιοι καρκίνοι ξεπερνούν τις ανθρώπινες παρεμβάσεις και δίνουν μεταστάσεις πριν εντοπιστούν. Το κυψελιδικό σάρκωμα μαλακών τμημάτων, ή ASPS, αποτελεί μόνο το 0,01% όλων των καρκίνων. Αν και το ASPS αναπτύσσεται αργά, μπορεί να εξαπλωθεί γρήγορα στο σώμα, αποφεύγοντας τη συμβατική χημειοθεραπεία.
Για να κατανοήσουν τον αγγειογενετικό μηχανισμό του καρκίνου – την ανάπτυξη των αιμοφόρων αγγείων -, οι ερευνητές βασίστηκαν σε μοντέλα που χρησιμοποιούν ανοσοκατεσταλμένα ζώα που εμβολιάστηκαν με δείγματα όγκου που προέρχονται από ασθενείς. Ωστόσο, οι συμβατικές μέθοδοι περιορίζουν τους ερευνητές με ηθικά ζητήματα και δεν παρέχουν πληροφορίες σχετικά με μοριακούς μηχανισμούς όπως οι διακυτταρικές αλληλεπιδράσεις.
Τώρα, μια ομάδα ερευνητών, συμπεριλαμβανομένου του Πανεπιστημίου του Κιότο, ανέπτυξε το πρώτο ASPS-on-a-chip, το οποίο μιμείται στενά το μικροπεριβάλλον κατά τον σχηματισμό αγγείων όγκου. Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences. «Το τσιπ αγγειοποίησης μικρορευστογενούς συγκαλλιέργειας θα πρέπει να μας δώσει πληροφορίες για τον αγγειογενετικό μηχανισμό και τις πιθανές στρατηγικές για τη διακοπή της ανάπτυξης όγκου σε ασθενείς με ASPS», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Surachada Chuaychob του Τμήματος Μικρομηχανικής του Κιότο (τώρα στο Ινστιτούτο Προηγμένης Ενέργειας του Κιότο).
Η ομάδα σχεδίασε αυτό το τσιπ που μιμείται όγκο για να αναπαράγει τις φυσικές λειτουργίες των ανθρώπινων ενδοθηλιακών κυττάρων και περικυττάρων για να σχηματίσει τριχοειδή αγγεία αίματος στο αρχικό στάδιο του ASPS in vitro. «Ανακαλύψαμε ότι τα αιμοφόρα αγγεία με περικύτταρα, γνωστά και ως αγγειογόνα λάχανα, μπορούν να προκληθούν με βελτιωμένα αποτελέσματα σε ένα τρισδιάστατο σφαιροειδές φτιαγμένο εξ ολοκλήρου από κύτταρα όγκου ASPS σε ένα τσιπ», λέει ο επικεφαλής της ομάδας Ryuji Yokokawa στο Τμήμα Μικρομηχανικής του Κιότο.
«Το in vitro μοντέλο καταδεικνύει τις αλληλεπιδράσεις κυττάρου με κύτταρο που οδηγούν στην αγγειογένεση ASPS, η οποία επιβεβαιώνει προηγούμενα in vivo αποτελέσματα», εξηγεί ο συν-συγγραφέας Takuro Nakamura στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο. «Η μελέτη μας είναι επίσης κρίσιμη για την ανάδειξη των κρίσιμων ρόλων των πρωτεϊνών Rab27a και Sytl2 στην ενδοκυτταρική διακίνηση και στην επαλήθευση των αλληλεπιδράσεων κυττάρου σε κύτταρο στην αγγειογένεση ASPS», προσθέτει η Miwa Tanaka στο Ιαπωνικό Ίδρυμα για την Έρευνα Καρκίνου.
Η ομάδα της Yokokawa αναμένει να εφαρμόσει το μοντέλο ASPS-on-a-chip ως εργαλείο ελέγχου για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων καταστέλλοντας πρωτεΐνες ενδοκυτταρικής διακίνησης για τη μείωση της αγγειογένεσης του ASPS. «Το μικρορευστικό μας τσιπ αγγείωσης συν-καλλιέργειας θα μπορούσε να προωθήσει τη μελέτη μας για τους αγγειογόνους μηχανισμούς σε διαφορετικούς καρκίνους και την ανάπτυξη εξατομικευμένων θεραπειών», σημειώνει η Yokokawa.