模擬腫瘤抗癌藥物篩選新模型 - 三維球體支架模型

癌症是全球主要的健康問題之一，科學家和醫學界不斷致力於尋找更有效的抗癌療法。然而，傳統的二維細胞培養模型無法完全模擬複雜的腫瘤微環境，這限制了對抗癌藥物的準確篩選。近年來，三維細胞培養模型的發展提供了更接近真實腫瘤情況的平台，並吸引了廣泛的研究關注。

一、多細胞球體與三維聚合物支架的結合：

本研究中，科學家們將多細胞球體與三維(3D)聚合物支架巧妙地結合在一起，以模擬複雜的腫瘤微環境。多細胞球體是由多種腫瘤細胞組成的三維球狀結構，更能夠反映真實腫瘤中細胞間的交互作用。這種結合不僅提供了更接近真實情況的模型，還能夠更好地預測抗癌藥物的效果。

二、優越的腫瘤模型用於抗癌藥物耐藥性的研究：

在腫瘤治療的研究中，藥物篩選是一個至關重要的步驟。研究表明，通過將三維支架與球體結合，比起使用單層培養起來的分散細胞，可以顯著增加2種抗癌藥物的耐藥性(Doxorubicin,利癌凍晶注射劑和Irinotecan,抗癌妥)。而且，球體支架組的耐藥性約為分散單層培養細胞的10倍和3倍。

雖然798 μM Irinotecan的IC₅₀值雖遠低於體內有效濃度;但在SS組別的化療耐藥性更高於MS組，另有針對藥物滲透及球體接種至支架的缺氧相關特徵表示，SS組較接近體內的真實情況，該模型更能夠準確地模擬腫瘤細胞在體內的行為。這使得科學家們未來也許能應用在評估不同抗癌藥物對於腫瘤細胞的影響，從而篩選出最具潛力的治療藥物。這一方法不僅能夠節省時間和資源，還能夠加速新藥的研發過程。

IC₅₀ (half maximal inhibitory concentration)是指被測量的拮抗劑的半抑制濃度。下表用來衡量細胞對藥物的耐受程度。

三、結論

分裂快速的細胞在給藥後，會演化突變為對藥物具有耐藥性(抗藥性);導致在治療具有耐藥性癌細胞時，需要特別評估治療方案。

利用這種整合了多細胞球體和三維高分子支架的腫瘤模型，研究人員能夠更準確地評估抗癌藥物的療效。這種模型可以幫助確定藥物對腫瘤生長的抑制效果，同時也可以研究藥物對腫瘤其他微環境的影響，從而更全面地了解藥物的作用機制。

四、未來應用

在2010年這篇文獻，表明雖然此種方式可讓體外試驗更接近體內環境狀態的模擬，但作者也發現球體培養約4天後會在支架中解離(無法做更長期的研究)，現今可搭配【3D生物列印】的方式，來進行此類型的建模，讓細胞更為貼近真實組織的狀態，甚至可以模擬組織與腫瘤結合的模型，點我連結，我們可以期待這一方法在臨床實踐中的應用，為癌症患者帶來更好的治療選項。

參考文獻：

[1] Incorporation of multicellular spheroids into 3-D polymeric scaffolds provides an improved tumor model for screening anticancer drugs. 2010.

[2] https://www.bio-review.com/ic50-and-ec50/

[3] https://geneonline.news/drug-resistance-in-cancer-review/