墨尔本大学的研究人员正在筛选子宫内膜异位症的潜在新疗法。图片来源：Kim Landy/皇家妇女医院
今年，国际妇女节恰逢子宫内膜异位症宣传月。子宫内膜异位症是一种常见且痛苦的妇科疾病，影响着全球14%的女性及女孩——目前尚无长期治愈方法。寻找子宫内膜异位症的新疗法比以往任何时候都更加紧迫。
随着对该疾病认识的提高、患者倡导的加强以及诊断方法的改进，每年的确诊数量都在增加。
在得知不必要的手术和不恰当医疗处理的消息后，探索替代性和非侵入性的子宫内膜异位症治疗方法很可能成为许多女性关注的焦点。
为了测试治疗子宫内膜异位症的新疗法和药物，我们需要量身定制的生物工程水凝胶——即能够准确模拟细胞在体内行为的柔软生物材料。
目前，使用现有水凝胶测试子宫内膜异位症治疗方法仍然具有挑战性。但在格雷姆·克拉克生物医学工程研究所的支持下，我们正致力于改变这一现状。
从基础开始
子宫内膜异位症是指腹腔内异常组织或病变的生长。这些病变的外观类似于子宫内层的内膜组织，即每月月经期间排出的组织。
这些病变对雌激素非常敏感，随着时间的推移，会引起显著的炎症。
当它们侵入周围器官（如卵巢、结肠或盆底）时，患者可能会经历明显的疼痛。
治疗方案多种多样，从使用止痛药（如非甾体抗炎药）到抑制排卵/月经的激素疗法，或通过手术切除子宫内膜异位病变和粘连。
由于年轻女性的慢性疼痛等症状常被忽视，诊断平均需要七年时间，并且需要手术确认。
不幸的是，包括手术在内的现有治疗方案并非总是根治性的。
高达50%的患者在五年内复发，超过90%的患者还会伴有并发症，如肠道病变、盆腔粘连或子宫腺肌症。
激素抑制也存在挑战——由于对受孕和自然生育能力的影响，以及某些药物可能导致早绝经和骨密度下降等重大风险，长期使用并不可行。
这意味着，虽然手术和激素干预能提供短期缓解，但并非子宫内膜异位症长期护理和治疗的最佳选择。
因此，研究人员正在探索替代疗法，而在正确的环境（即合适的水凝胶）中进行测试至关重要。
当前水凝胶存在的问题
传统上，药物测试是在二维平坦表面上进行的，这无法完全复制生物环境。
这意味着许多在实验室中测试的药物并不总能应用于临床。因此，癌症研究人员开发了三维细胞结构，以更好地模拟疾病特异性环境。
虽然有些细胞可以在这些结构中自由生长，但其他细胞需要额外的物质来附着，从而像在真实人体组织中一样表现，这正是水凝胶的用武之地。
在实验室中使用三维水凝胶复制生物系统，现在是测试新药潜力的最佳方法之一。
它们帮助我们评估细胞功能的变化以及对治疗的反应，其形式与生理或生物状态非常相似。
在专门针对子宫内膜异位症的测试中，我们还需要一种能够准确反映该疾病激素影响和炎症条件的水凝胶。
有希望的结果
当生物学家和生物工程师合作时，惊人的发现和重大的医学突破就可能发生——创新思想与技术的融合是一件美妙的事情。
2023年，我们测试了3500多种已获批药物对子宫内膜细胞的作用，以识别新的非激素药物疗法。
从这项研究中，我们确定了23种可以重新用于子宫内膜异位症治疗的药物，包括那些减少雌激素驱动细胞生长的药物。
这是重要的一步，初步结果令人鼓舞。
然而，这次测试是在平坦表面上进行的。因此，是时候在三维环境中验证这些发现，以评估其真实潜力了。
但首先，我们需要设计合适的水凝胶。
我们正在进行项目的初步结果显示，子宫内膜细胞正在我们的新型水凝胶中生长，就像在体内子宫内膜异位症的通常物理条件下一样——比如炎症和激素影响。
由于子宫内膜异位症是一种侵袭性疾病，我们的细胞在水凝胶中复制这种侵袭性非常重要。我们最初的测试也证明了这种细胞修饰——这是另一个重要的标志。
这些发现提供了早期证据，表明我们现在拥有推动药物筛选更进一步的工具。
我们的水凝胶、细胞类型和环境条件高度代表了最严重的子宫内膜异位症形式。
下一步工作将是在高通量筛选过程中优化我们的模型——这是一种自动化、快速的药物发现过程，允许我们测试数千种生物化合物以识别潜在的新药。
如果说寻找潜在新药就像大海捞针，那么这种方法就像用磁铁来寻找它们。
从实验室到临床
我们的工作使我们能够继续扩大测试范围，改进当前子宫内膜异位症的药物筛选方法，旨在克服实验室与临床之间的顽固障碍。
虽然仍有工作要做，但在这个国际妇女节和子宫内膜异位症宣传月，我们对新型水凝胶带来的可能性感到兴奋——它可以为识别新的非激素子宫内膜异位症疗法铺平道路，未来有望惠及成千上万的女性。
本文首次发表于Pursuit。阅读原文请点击此处。
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