Распространение злокачественных клеток из первичной опухоли в другие органы остаётся одной из главных причин смертности при онкологических заболеваниях. Особенно остро эта проблема стоит при раке груди, для которого типичным направлением метастазирования являются кости. Несмотря на десятилетия исследований, механизмы этого процесса до конца не изучены. Чтобы приблизиться к разгадке, учёные из европейского проекта B2B создают уникальное гибридное 3D-устройство, которое позволяет воспроизвести естественное метастазирование клеток рака груди из опухоли в костную ткань.
Процесс метастазирования часто называют «эволюцией в ускоренном режиме». Внутри растущей опухоли отдельные клетки подвергаются мутациям, которые позволяют им выживать, когда в окружающих тканях становится тесно. Эти клетки покидают первичное место роста и ищут «новую почву» для развития — чаще всего в органах, чья структура и биохимия создают благоприятную среду. Для рака груди такой «мишенью» становятся кости, особенно позвоночник, рёбра и таз. Однако понять, почему именно костная ткань становится излюбленным направлением метастазов, крайне сложно без точных лабораторных моделей, которые имитируют этот процесс.
Существующие методы моделирования, включая эксперименты на животных, часто не отражают реальные механизмы метастазирования у человека. У лабораторных мышей, например, рак груди чаще распространяется в лёгкие, а не в кости. Это серьёзно ограничивает возможности учёных в тестировании потенциальных препаратов. Поэтому цель проекта B2B — создать искусственную систему, максимально приближенную к физиологии человека, где можно наблюдать спонтанное перемещение опухолевых клеток и их взаимодействие с костной тканью.
Новое устройство сочетает в себе три ключевые технологии: создание трёхмерных органоидов, полученных из опухолей пациентов, которые сохраняют структуру и биохимические свойства реальных злокачественных тканей; формирование искусственной костной ткани с использованием стволовых клеток, имитирующей костный мозг — основное место прикрепления метастазов; внедрение сложной жидкостной системы, объединяющей опухоль и кость через сеть микрососудов, напоминающую человеческое кровообращение.
Эта система позволяет клеткам рака груди перемещаться естественным путём, как в организме, преодолевая сосудистые барьеры и взаимодействуя с новыми тканями. В отличие от традиционных статических моделей in vitro, здесь реализована динамика потоков жидкости, обмен питательными веществами и кислородом, что делает результаты максимально приближенными к реальным условиям.
Разработанное устройство открывает новые горизонты не только для изучения метастазов, но и для тестирования лекарственных средств. Используя платформу B2B, учёные смогут наблюдать, как препараты воздействуют на опухолевые клетки на разных этапах метастазирования, оценивать эффективность терапии и прогнозировать индивидуальные реакции пациентов. Это позволит сократить время между лабораторными открытиями и клиническим применением, ускоряя появление новых таргетных препаратов.
В перспективе система B2B может стать универсальной платформой для моделирования не только онкологических, но и других заболеваний, связанных с межорганными взаимодействиями — например, фиброза или нарушений обмена веществ. Кроме того, она позволит исследовать фармакокинетику препаратов без необходимости проведения опытов на животных, что делает технологию этически и научно более совершенной.
Уникальность этого подхода заключается в сочетании инженерных, биологических и клинических знаний. Точная имитация сосудистой сети и микросреды тканей создаёт условия, где можно наблюдать реальное поведение раковых клеток, их способность адаптироваться, мигрировать и формировать новые очаги. Это даёт учёным бесценную возможность понять, почему метастазы при раке груди так устойчивы к лечению и как можно предотвратить их распространение.
В случае успеха устройство B2B станет прорывом для онкологии и персонализированной медицины. Оно поможет определить потенциально опасные мутации ещё до появления метастазов и подобрать терапию, которая блокирует пути их распространения. Такой подход позволит спасти тысячи жизней и снизить смертность от рака груди, который по-прежнему остаётся одним из самых частых и агрессивных видов онкологических заболеваний у женщин.
Исследования в рамках проекта B2B показывают, что будущее онкологии — за интеграцией биотехнологий, искусственного интеллекта и 3D-биопечати. Когда каждый элемент опухоли и её микросреды можно воспроизвести и наблюдать в лаборатории, наука получает инструмент, способный не только объяснить природу метастазов, но и остановить их развитие.
А затем «Добавить на главный экран». 