研究人员已开发出一种三维实验系统，用于研究儿童常见中枢神经系统肿瘤——低级别胶质瘤的药物反应。该研究项目由特伦托大学、罗马耶稣儿童医院和罗马智慧大学共同开发，是胶质瘤研究、理解和治疗方面的突破。相关成果已发表在国际期刊《分子癌症》上。
胶质瘤是一种起源于神经胶质细胞的中枢神经系统肿瘤，这些细胞在大脑中为神经元提供支持。在侵袭性较低、进展较慢的形式中，胶质瘤常见于儿童和青少年。仅神经胶质肿瘤就占所有中枢神经系统肿瘤的近40%。低级别胶质瘤虽比其他类型侵袭性低，但在生物学上仍难以解读。
科学界致力于逐一了解该疾病的众多未知方面，并开发更具针对性和有效的治疗方法。这项意大利研究的结果刚刚发表在国际期刊《分子癌症》上，标志着在更好地理解疾病发生、进展及其潜在机制，以及设计新疗法方面的重大进展。
研究人员特别致力于在实验系统中重现低级别儿科胶质瘤的异质性。为此，他们已开发出人前脑类器官，前脑是大脑最前部和最发达的部分。类器官是三维细胞培养物，是至少部分复制人体器官的微型结构。在此案例中，研究团队尝试在实验室中重现要研究的大脑部分，以更好地了解疾病。与单层细胞培养相比，类器官使研究人员能在略为真实的环境中观察疾病，并在对患者进行临床试验前改进药物筛选。因此，研究团队已从多能干细胞（能够分化成人体几乎所有类型细胞的细胞）开发出类器官，并用它们来培育肿瘤。
特伦托大学细胞、计算和综合生物学系教授、Cibio部门Armenise哈佛脑部疾病和癌症实验室主任Luca Tiberi表示："在这项研究中，我们创建了一个用于研究低级别肿瘤的系统。我们采用的路径基于从多能干细胞在实验室中生成的类器官。一旦我们生成了脑类器官，我们就让它们患上胶质瘤。"他继续说道："在这些类器官中，我们可以重现人类大脑在正常条件下的发育特性以及胶质瘤的一些特征，以检查各种重要阶段。然而，类器官仍然存在相当大的局限性，因为它们没有免疫系统、血管系统、新陈代谢，也没有与完整生物体相连。特别是血管，不仅对营养和氧气的运输至关重要，还对建立对肿瘤发展至关重要的代谢和细胞相互作用至关重要。总体而言，这些缺失使我们无法研究对肿瘤发生和生长的不同贡献，以及肿瘤对外部刺激的反应。没有所有组成部分，类器官只能提供胶质瘤生物学及其机制的部分表征。"
至关重要的是，罗马耶稣儿童医院参与了系统的分子和表观遗传特征分析以及药物反应研究，加强了实验研究与临床实践之间的联系。
"'这些实验研究系统代表了向更可靠的儿科肿瘤临床前系统迈出的基础性一步。我们已经证明，与单层细胞培养相比，类器官以略为更准确的方式重现了低级别胶质瘤的分子特征，并且更类似于患者的肿瘤。'Miele还强调了这项工作的转化价值：'在药物反应研究中整合分子谱型（如DNA甲基化和基因表达）的可能性，使这些系统对临床前研究尤为重要。事实上，它们使我们能够在患者研究中实验性使用前更准确地评估治疗方法的有效性。'她补充道：'它们可以改善治疗策略的选择，并有助于开发更具针对性的方法，特别是对于像低级别儿科胶质瘤这样的癌症，迄今为止可用的实验系统有限。'"
Evelina Miele，血液肿瘤学、细胞治疗、基因治疗和造血移植部门
罗马智慧大学实验医学系教授Elisabetta Ferretti解释道："罗马智慧大学通过选择有针对性的实验策略和表征模型的免疫组织化学谱型（即详细研究癌细胞表达的蛋白质）为该研究做出了贡献。"她表示："这是一项真正的团队努力，与放射学、肿瘤学和解剖病理科学系的同事们一起，他们多年来一直在研究脑肿瘤，遵循我们的共同导师和灵感来源Felice Giangaspero教授的工作，他为我们正在进行的研究奠定了基础。我们非常高兴能够帮助创建用于研究低级别儿科胶质瘤的实验系统，这将有助于更好地理解这种疾病并指导未来的治疗。"
目标是克服当前类器官的局限性。Tiberi总结道："我们的工作为越来越能代表患者异质性及其随时间对治疗反应的平台奠定了基础。"他表示："我们现在的目标是从生理学和临床角度实现日益可靠的实验系统，用于儿科胶质瘤研究。"
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