Advantech
NVIDIA
 

休士頓大學強化微流體腦瘤晶片 供腫瘤發展洞見

休士頓大學的微流體腦瘤晶片可大幅縮短取得GBM化療藥物與劑量最佳組合的時間。休士頓大學

神經膠質母細胞瘤(GBM)是最常見的惡性腦瘤,約佔一半的病例數且病患的5年存活率僅5.6%,一般化療藥物需數月療程才能判斷是否見效,恐延誤時機,美國休士頓大學(University of Houston)開發的微流體(Microfluidic)腦瘤晶片推出強化版,可在1~2周內提供最佳解方。

根據University of Houston報導,休士頓大學Akay Biomedical Engineering Lab的研究團隊開發的強化版微流體腦瘤晶片,能善用GBM細胞腫瘤球(Spheroid)或叢集(Cluster),以支援大規模、同時並行測試GBM細胞對各種藥物組合與劑量的反應,可大幅縮短取得GBM化療藥物與劑量正確且最佳化組合的時間。

一般癌症治療程序而言,病患服用醫師處方的化療藥物後需要數個月的觀察,若療效不佳就要改用其他藥物。休士頓大學的微流體腦瘤晶片可在1~2周內,將對病患療效最佳的藥物與劑量比例組合提供給醫師,能快速評估癌症藥物的有效性有助於顯著改善療程,這正是精準醫學(Precision Medicine)的效益。

休士頓大學研究團隊的強化版微流體腦瘤晶片,透過額外增加的層流(Laminar Flow)分送層(Distribution Layer)來善用體外培養的寶貴樣本,可將細胞播種(Cell Seeding)時的樣本損耗降至最低,並避免腫瘤球滲漏,讓獨立的腫瘤球能均勻地在整個晶片上形成,以確保進行藥物測試時腫瘤球的一致性。

休士頓大學的研究團隊首先取得腫瘤活體組織切片,經過培養後輸入微流體腦瘤晶片,接著將化療藥物輸入晶片的微閥門(Microvalve),以找出能殺死最多腫瘤細胞的最佳藥物與劑量組合。微流體腦瘤晶片可針對體外培養的3D癌症腫瘤進行大規模、低成本、有效運用樣本的藥物篩檢作業,因此還能用於相關的組織工程(Tissue Engineering)藥物篩檢研究。

休士頓大學的研究團隊運用GBM細胞系與取自病患的GBM細胞,在體外培養3D腫瘤球或腫瘤叢集,接著測試口服化療藥物Temozolomide與核因子κB(nuclear factor-κB;NF-κB)抑制劑(Inhibitor)的組合對腫瘤增生的影響與療效,研究顯示正確運用這些藥物的組合與劑量,對於抑制GBM腫瘤球的形成具有綜效。

休士頓大學的微流體腦瘤晶片可最佳化運用從GBM患者取得的稀有腫瘤樣本,以提供關於腫瘤成長與對藥物治療反應的寶貴見解,研究論文於2019年12月30日發表在IEEE Engineering in Medicine & Biology Society的Open Journal of Engineering in Medicine and Biology期刊創刊號。

  •     按讚加入DIGITIMES智慧醫療粉絲團