بناء وتقييم نموذج الطباعة الحيوية الثلاثية الأبعاد لسرطان المرارة

WANG Mingyang ,  

ZHAO Cheng ,  

WANG Ziying ,  

SONG Xiaoling ,  

GU Jun ,  

GONG Wei ,  

,  

摘要

الخلفية والهدف سرطان المرارة هو ورم خبيث في الجهاز الهضمي يتميز بغزو عالي، ونسبة البقاء على قيد الحياة لمدة 5 سنوات لدى المرضى أقل من 10%. نماذج زراعة الخلايا ثنائية الأبعاد (2D) الحالية صعبة في عكس الخصائص النسيجية ثلاثية الأبعاد (3D) والاستجابة الدوائية للورم بشكل واقعي، مما يحد من فحص الأدوية ودراسة الآليات. تكنولوجيا الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد قادرة على بناء نماذج ورمية معقدة بشكل متحكم فيه، تحاكي البيئة الدقيقة داخل الجسم. تهدف هذه الدراسة إلى استخدام الجيلاتين الميثاكريلي (GelMA) لبناء نموذج طباعة حيوية ثلاثي الأبعاد لسرطان المرارة، ومقارنة الخصائص الجزيئية وحساسية الدواء بين النموذج الثلاثي الأبعاد ونموذج 2D. الطريقة استخدمنا في هذه الدراسة خط خلايا سرطان المرارة البشرية NOZ وحبر حيوي من هلام GelMA لبناء نموذج ثلاثي الأبعاد لسرطان المرارة، عبر تقنية الطباعة الحيوية بالحقن لمحاكاة البيئة الدقيقة للورم. تم تقييم مورفولوجيا الخلايا والنشاط التكاثري للنموذج الثلاثي الأبعاد باستخدام المجهر، وصبغة الخلايا الحية/الميتة، ومجموعة اختبار عد الخلايا-8 (CCK-8). بعد استخراج RNA، أجريت تسلسل الحمض النووي الريبوزي باستخدام منصة Illumina NovaSeq TM 6000، وتحليل التعبير التفريقي عبر DESeq2، وتم التحقق من بعض الجينات المختلفة التعبير عبر تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي الحقيقي باستخدام الفلورة (RTFQ-PCR). تم اختبار حساسية الدواء بدراسات الجرعة باستخدام جيمسيتابين (GEM)، سيسبلاتين (DDP)، ناب-باكليتاكسيل (nab-paclitaxel)، و5-فلورويوراسيل (5-FU)، مع حساب تركيز التثبيط النصفي (IC50) لتقييم استجابة النماذج للأدوية المختلفة. استخدمت التحليلات الإحصائية برنامج GraphPad Prism 9.0 وR 4.4.0، حيث كانت P<0.05 تدل على دلالة إحصائية. النتائج أظهر النموذج الثلاثي الأبعاد هيكلاً مستقراً، حيث احتفظت الخلايا بحيوية عالية وتكونت تجمعات كروية داخل الهلام، وكانت قدرة التكاثر أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بالنموذج ثنائي الأبعاد. من تسلسل التعبير الريبوزي تم تحديد 617 جينًا مختلف التعبير، منها 235 معبر عنها بزيادة و382 معبر عنها بانخفاض، كانت هذه الجينات الرئيسية مرتبطة بدورة الخلية، الاستجابة الالتهابية، ومسارات إشارات السيتوكينات. كانت نتائج التحقق عبر RTFQ-PCR متوافقة مع تسلسل RNA. أظهرت نتائج اختبار حساسية الدواء أن IC50 للنموذج الثلاثي الأبعاد أعلى مقابل عدة أدوية كيميائية مقارنة بالنموذج ثنائي الأبعاد، مما يدل على أنه أقرب لخصائص مقاومة السرطان السريرية. الخلاصة طورنا نموذج طباعة حيوية ثلاثي الأبعاد لسرطان المرارة. وبالمقارنة مع نماذج 2D، كان النموذج الثلاثي الأبعاد أقل حساسية وأكثر مقاومة لأدوية GEM، DDP، nab-paclitaxel و5-FU، مما يعكس تحمل الأورام الحقيقية سريريًا. لذا فإن النموذج الثلاثي الأبعاد متفوق في محاكاة مقاومة الدواء والحساسية المنخفضة مقارنة بالنموذج ثنائي الأبعاد، ويمكن استخدامه لدراسة آليات المقاومة واختبار الأدوية والبرامج العلاجية المرشحة.

关键词

سرطان المرارة;الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد;هلام GelMA;الترانسكريبتوميات;حساسية الدواء;النماذج الخارجية

阅读全文