化疗是治疗恶性肿瘤最常用的方法之一。

你的化疗药物有效吗？

很多时候，化疗往往不能彻底治愈癌症病人，因为癌细胞会产生抗药性。

癌细胞生存的环境对其是否会产生抗药性有很大的影响。

尤其是包裹了癌细胞的细胞外基质的硬度。

来自美国哈佛大学的科学家们发明了一种新方法来模仿癌细胞所处的环境。

David Mooney

在生物工程学教授David Mooney的带领下，科研人员从棕色海藻中提取了一种多糖类化合物。

使用这种多糖类化合物制作出的水凝胶可以模仿各种组织内细胞外基质的硬度，包括健康组织和肿瘤。

科研人员用水凝胶创造了许多硬度不同的三维微环境，并在其中培养癌细胞，用以模拟各种肿瘤。

 三维水凝胶模型

然后用化疗药物阿糖胞苷来攻击这些肿瘤组织。

他们发现，如果组织越软，那么产生抗药性的可能就越大。

化疗药物对于“硬”环境中的癌细胞具有更强的杀伤效果（红色代表死亡的细胞）

在小鼠体内的进一步实验发现，如果给癌细胞创造了更“软”的环境，会导致肿瘤的生长速度加快。

通过这种方法，可以对各种不同的化疗药物进行预筛选。

对于某个特定组织的特定癌症，可以找到最有效的化疗药物用在患者身上。

这种水凝胶也可以被用在早期药物研发过程中，填补实验室研究和临床试验之间的空白，提前预计不同组织对于药物的反应。

研究人员希望将来能够通过三维水凝胶模拟不同肿瘤来为患者找到个性化医疗方案。 

尽管现在只是针对癌症，将来这个方法也可以用于其他疾病，来寻找对某个特定器官最有效的药物。

Mooney教授的团队已经将水凝胶用于骨和软骨组织修复、血管形成等其他领域的研究。

Mooney教授说：“我们不能假设体外培养的癌细胞和肿瘤中的癌细胞对于药物有同样的反应，所以我们的三维模型可以帮助筛选药物在不同组织中的有效性。”

哈佛大学Wyss生物工程学院主管Donald Ingber教授表示：“三维水凝胶有望达到模拟每个病人的肿瘤环境的程度，从而可以成为实现个性化医疗的又一种途径。”

参考资料：

1. Hydrogels help predict how tissue characteristics affect cancer drug resistance

2. Stiffening a blow to cancer cells

3. 哈佛大学官方网站