【3D生物列印】：如何解密癌細胞抗藥性，開創抗癌藥物新前景

前言

在癌症治療中，患者所面臨的一個關鍵問題是抗癌藥物耐藥性的產生；當癌細胞因耐藥性變得對治療不敏感時，治療效果就會下降，並且可能導致腫瘤復發。使用體內耐藥性癌細胞及【3D生物列印-3D bioprinting】技術，科學家成功培養乳腺癌耐藥性球體，提供更深入的耐藥性研究和評估抗癌藥物效力的新方法。

一、【3D生物列印】的癌症球體模型 vs. 傳統3D細胞培養

          相對於3D細胞培養或2D細胞單層，這些癌症球體在評估耐藥性方面具有多種優勢。

1. 1. 首先，是分析方法的差別，因球體不需破壞即可分析，傳統的需用水凝膠降解酶處理水凝膠後才能做分析，所以在球體存活時間上，使用【3D生物列印】的球體模型，可較傳統培養法存活更久。像下圖不但不會破壞球體結構，還可直接觀察各種腫瘤標誌是否有表現。

1. 2. 3D生物列印的球體模型可以更好地模擬腫瘤微環境，使用明膠-海藻酸鹽混合的水凝膠結構可以促進細胞活動，因其提供細胞良好的微環境和一些生物訊號。

   3. 重複性：傳統的3D細胞培養方式無法確保每個Well裡生長出的球體都是相似的，所以並不適合使用在大規模的藥物篩選上。而使用【3D生物列印】印出的球體則可做出重複性高的球體模型。

   4. 劑量依賴性：2D培養的細胞因只有單層細胞，對於化療藥物反應過於劇烈，在低劑量給藥時，細胞就已經全軍覆沒，而無法看出化療藥物的dose-dependent，使用【3D生物列印】做出的癌症球體因其耐藥性較高，因此近年來越來越多的癌症研究會使用3D球體模型來做抗癌藥物的篩選。

因此使用【3D生物列印】的癌症球體模型，在評估耐藥性時較傳統3D培養的細胞更為準確和可靠。而且這些癌症球體可以用於測試多個單獨球體對不同劑量的反應，其數據對於統計分析上也更具代表意義。

二、評估抗癌藥物功效的新方法 - 【3D生物列印】建立耐藥性球體

EC₅₀是評價抗癌藥物療效的重要參數。本篇作者通過原位測量水凝膠結構中的細胞熒光標記來確定抗癌藥物的EC₅₀值，為抗癌藥物的功效評估提供了更準確、更可靠的方法。 這種方法可以幫助識別有前途的候選藥物並加速藥物發現過程。

EC₅₀是體內或體外對於生物體生理上的改變，例如：生物體失去平衡、造成畸形、或酶的活性改變、生長受到抑制等等改變。

結果發現，在抗腫瘤藥物（CPT和PTX）作用下drug-resistant spheroids比bulk spheroids組別之耐藥性更大。這顯示作者提供了一種簡單且成本較低的方式來建構耐藥性癌症模型，以在將來可以應用在抗癌藥物的篩選上。

三、結論

【3D生物列印】技術的應用前景極其光明，將在組織工程、藥物篩選和癌症研究等多個領域扮演關鍵角色，為癌症患者帶來新的希望也為未來的癌症研究打開了新的思路和可能性，有望為患者提供更佳的治療選擇，從而提高生存率和生活質量。因此，3D生物列印技術將繼續成為癌症研究的一個關鍵領域，為未來的醫學進步貢獻力量。

四、參考文獻

3D bioprinted drug-resistant breast cancer spheroids for quantitative in situ evaluation of drug resistance. 2022.

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