由於每個患者對化療的反應差異很大，因此確定結腸癌的最佳治療方法可能具有挑戰性。日內瓦大學(UNIGE) 的研究人員開發了一種創新方法，可以在不使用患者身體或進行動物實驗的情況下測試各種藥物。相反，他們利用類器官，即來自患者自身的器官和組織的微小複製品，並將它們暴露於治療中。

該研究小組使用了從患者身上提取的未經治療的癌組織中提取的類器官。圖片來源：UNIGE

然後將這些實驗的結果編譯成一個模型。這種方法為針對不同類型的癌症和許多其他疾病的個性化和增強治療鋪平了道路。該研究結果最近發表在《實驗與臨床癌症研究雜誌》上。

每年有超過140 萬人受到影響，其中700000 人死亡，結直腸癌是世界上診斷出的第三大癌症，也是僅次於肺癌的第二大致命癌症。它的治療主要基於稱為FOLFOXIRI 的化療組合。然而，其有效性因患者而異，並且其副作用顯著。它還會導致大多數患者出現進行性耐藥。

如何在不引起大量副作用的情況下為每位患者測試和優化化療組合？由UNIGE 理學院藥學院副教授、腫瘤血液學轉化研究中心(CRTOH) 成員Patrycja Nowak-Sliwinska 領導的UNIGE 團隊通過使用類器官找到了解決方案。這些在實驗室中創建的三維細胞結構再現了某些組織和器官的結構和功能。

類似器官

“這些微組織本身並不是器官，”UNIGE 理學院藥學院博士後研究員、該研究的第一作者George M. Ramzy 解釋說。“它們有一些重要的生理差異，例如沒有血管或神經系統。 然而，它們是測試治療的非常有效的模型。”

研究人員從日內瓦大學醫院(HUG) 未經治療的患者身上採集的癌組織開始。通過從這些組織中培養幹細胞——逐漸分裂並組織成三維結構——科學家們能夠從每個患者的腫瘤中產生類器官或類腫瘤。

“然後，我們在不知道它們的遺傳背景的情況下，在這些模型上測試了不同的藥物，”Patrycja Nowak-Sliwinska 解釋道。這種個人背景在很大程度上決定了治療的有效性。因此，研究人員從頭開始，將他們的整個研究建立在實時觀察細胞反應的基礎上。

快速、有效和定制化

這些腫瘤化身暴露於目前臨床使用的七種治療方法。根據每個患者類器官的反應，調整這些治療的組合和劑量。所有結果都經過數學建模，以預測每個類器官（即每個患者）的最佳療效和劑量。這些測試進行了兩週。“這是一個臨床相關的時間框架：這是目前醫學界在診斷後選擇治療所需的時間框架，”Patrycja Nowak-Sliwinska 說。

由於UNIGE 研究實驗室和EPFL 之間的合作，研究人員隨後能夠確定每位患者腫瘤的階段以及疾病進展中涉及的主要突變。該信息對於更好地了解每種藥物組合的選擇和作用機制是相關且必不可少的。“每個病人都是不同的，需要特定的治療，”Patrycja Nowak-Sliwinska 補充道。

這種沒有動物模型的創新方法剛剛獲得了專利。它為多種癌症提供個性化治療，也為心血管或病毒性疾病等其他疾病提供個性化治療。腎癌的試驗正在進行中。對於研究團隊來說，下一步將是研究來自經過預處理的結腸癌腫瘤的類器官，因此這些腫瘤會顯示出耐藥跡象。目的還在於縮短優化過程的持續時間。