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首个鼻咽癌3D类器官模型!用于精确的治疗辐射剂量分析

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发布:2021-04-02 10:14:59     来源:生物通

类器官/3D器官模型比平面培养细胞更接近真实情况,必将成为重要的研究工具。新加坡科学家利用复发鼻咽癌患者样本构建了首个鼻咽癌低氧抗辐射3D模型,有望用于更精确的放射治疗剂量分析。

 

图像:鼻咽癌类器官上皮标记物荧光染色。

来源:新加坡科学、技术和研究局(A*STAR),生物工程和纳米技术研究所(IBN),新加坡高级医药控股有限公司研究所

近日,A*STAR生物工程和纳米技术研究所(IBN)与新加坡先进医药控股有限公司(SIAMH)合作,构建了首个鼻咽癌(NPC)患者体外3D器官模型。该研究于上月发表在《肿瘤学前沿》杂志上。这是预测对复发性低氧(低氧水平)鼻咽癌细胞造成足够损伤所需的最佳放射治疗(RT)增强剂量的第一个直接实验证据,可进一步用于临床实践中开发剂量绘制算法。

研究人员用两种患者来源的异种移植物(PDX)建立了首个低氧抗辐射鼻咽癌的体外3D模型。这将有望用于帮助调整放射治疗,降低鼻咽癌复发的机会和死亡率。

鼻咽癌是东亚和东南亚的地方病,95%的病例与eb病毒(EBV)感染有关。在最初诊断时,超过50%的患者存在局部晚期和远端转移,5年生存率降低到50%至70%。该病在文莱、马尔代夫、印度尼西亚和新加坡最为流行。目前鼻咽癌的治疗包括放射治疗。也有因放疗不足而复发的病例。这对肿瘤学家提出了临床挑战。通常,放射治疗被用作不能进行手术的晚期复发病例的再治疗。放疗不足导致患者在治疗过程中出现并发症,5年生存率进一步降低。除了20世纪90年代末建立的C666-1细胞系外,没有相关的体外模型来研究鼻咽癌,缺乏疾病特异性的鼻咽癌体外模型进一步阻碍了个性化治疗选择的发展。

IBN和SIAMH与新加坡总医院和香港科技大学合作,构建了新的体外缺氧3D器官模型,模拟了复发性鼻咽癌的低氧抗辐射亚体积,并与鼻咽癌患者肿瘤非常相似。通过使用这种由患者癌细胞获得的3D模型,IBN和SIAMH能够通过实验确定放射生物学参数,从而更好地指导放射剂量,从而消除缺氧的鼻咽癌抗辐射细胞,从而减少肿瘤复发的机会。

研究表明,肿瘤内低氧抗辐射区域的辐射剂量增加约1.4倍将进一步改善治疗效果。提供高剂量放射治疗-小剂量放射治疗(低分割放射治疗)可能是治疗低氧抗辐射鼻咽癌的方法。这可以减少长期副作用,降低因复发造成的死亡率,并改善患者的生活质量。

Lucky Sasidharan博士是A*STAR的IBN博士后研究员,也是《肿瘤学前沿》论文的第一作者,他说:“这些见解可能有助于开发个性化放疗方案和剂量绘制算法,通过预防再照射或再治疗,可以节省时间和生命。”SIAMH主席兼首席执行官曾世建博士说:“我们非常高兴能与IBN合作,并在提高放射治疗剂量和分级治疗低氧耐放射鼻咽癌方面做出贡献。首次使用患者来源的异种移植的体外3D器官模型为质子束的进一步研究提供了无限的机会,到2021年底质子束将可用。SIAMH的质子治疗中心是FlashForwardTM联盟的成员之一,研究Flash疗法对鼻咽癌低氧抗辐射3D模型的影响将是非常令人兴奋的。”

IBN正计划与位于Biopolis的质子治疗中心的专家合作进行这项研究,以评估利用质子治疗和超高剂量率(FLASH)放射治疗鼻咽癌的效果和效益。这些新平台还将增加一个优势,即在亚秒内提供非常高的辐射剂量,并仅针对肿瘤区域进行高精度定位,而不伤害周围的正常组织。IBN和SIAMH自2019年以来一直在合作,探索如何更好地应对NPC。

关于生物工程及纳米技术研究所(IBN)

生物工程和纳米技术研究所(IBN)是世界上第一个生物工程和纳米技术研究所。IBN成立于2003年,其使命是在科学、工程和医学领域开展多学科研究,以取得突破性进展,改善医疗保健和生活质量。IBN的研究活动主要集中在生物医学设备、诊断和生物工程系统。该研究所已经在领先的科学期刊上发表了1200多篇论文,为其发明申请了685项专利和专利申请,并成立了12家附属公司。为培养青年科研人才,本学院为学生提供研究实习和接触生物医学研究的机会。想了解更多关于伊本的信息,请访问http://www.a-star.edu.sg/ibn

关于科学技术研究局(A*STAR)

新加坡科学、技术和研究局(A*STAR)是新加坡领先的公共部门机构,它领导以经济为导向的研究,以推动科学发现和开发创新技术。透过开放创新,我们与公营及私营部门的合作伙伴合作,造福社会

作为一个科技组织,a *STAR在学术界和工业界之间架起桥梁。我们的研究为新加坡创造了经济增长和就业机会,并通过改善医疗保健、城市生活和可持续发展等社会效益来改善人们的生活。

我们在培养和发展我们机构和研究实体、更广泛的研究社区和行业的多样化人才和领导者方面发挥着关键作用。A*STAR的研发活动涵盖生物医学科学、物理科学和工程,研究实体主要位于Biopolis和Fusionopolis。了解最新消息,请访问http://www.a-star.edu.sg

关于新加坡高级医药控股有限公司

质子治疗私人有限公司是新加坡先进医药控股有限公司(SIAMH)的子公司,将在新加坡提供质子束治疗。它是位于新加坡Biopolis的一个新肿瘤中心的一部分。新的综合肿瘤中心包括一个诊断中心,使用先进的医疗技术,核医学,治疗学,放射治疗和健康筛查,提供成像和实验室服务。它的培训设施,先进医学培训中心,将向世界这个地区的专家提供必要的培训。欲了解更多信息,请搜索proton.sg。

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