慕尼黑工业大学（TUM）的研究人员成功创造了肿瘤类器官——实验室中的微型三维肿瘤模型——能够复制胰腺癌的各种结构和特征。这一突破使科学家能够研究这些类器官对传统和新疗法的反应，为更有效的治疗铺平道路。
由慕尼黑工业大学（TUM）的研究人员领导的团队首次培养了肿瘤类器官——实验室中的三维微型肿瘤——这些类器官模拟了胰腺癌的不同结构和特征。科学家们研究了不同肿瘤类器官对已建立和新颖疗法的反应。这为开发有效的新疗法打开了大门。
胰腺癌是最致命的癌症形式之一，主要由于其极高的死亡率。其中一个主要挑战是有效治疗的稀缺，因为同一肿瘤内的不同癌细胞对相同疗法的反应可能各不相同。胰腺肿瘤中的癌细胞不仅在结构上多样，而且在其侵袭性特征上也有显著差异。
根据外观和分子特征，这些胰腺癌细胞一般被分为两种主要亚型：上皮型和间充质型。“然而，肿瘤细胞可以在疾病过程中改变其结构和功能。研究表明，在这两大类中，有许多不同的变异，具有不同的生物特征，”慕尼黑工业大学医院伊萨河右岸院区转化胰腺癌研究教授马克西米利安·赖希特（Maximilian Reichert）解释道。
在实验室重现胰腺癌的复杂性
赖希特及其团队首次在实验室成功复制了胰腺癌细胞簇的复杂结构。“在体内，肿瘤细胞簇类似于具有多个导管样分支的腺体。当使用孤立的肿瘤细胞创建人工三维细胞簇时，即类器官，传统方法通常仅产生圆形。这些形状并不准确反映实际肿瘤结节的形态或特征，”研究的主要作者阿里斯泰迪斯·帕帕基里乌（Aristeidis Papargyriou）表示。“现在，我们可以生产与体内发现的分支细胞簇非常相似的类器官，从而有效地在实验室重现胰腺癌的复杂性。”
疗法：评估不同类器官的多样反应
该团队利用机器学习对新开发的类器官进行形态分组，以便进行进一步分析。“我们在上皮型和间充质型亚型中识别了不同的表型。简而言之，这些同一肿瘤亚型中的组在外观和恶性程度上有所不同，”帕帕基里乌补充道。
起初，他们尝试使用来自小鼠肿瘤细胞的类器官。“例如，‘星状类器官’具有一个圆形中心和高度分支的边缘，而‘TEBBO类器官’则可能表现为厚实的分支、空洞区域和发芽的末端。”这些表型不仅看起来不同，而且在生长模式、新陈代谢过程以及缺氧条件下的反应上也有差异。值得注意的是，它们对治疗的反应也不同：例如，星状类器官对所测试的化疗具有抗性，但受到放射治疗的显著影响。
随后，研究人员将这项技术应用于从胰腺癌患者获得的肿瘤细胞，在实验室中生成多个表型，并评估它们对治疗潜在癌细胞弱点的反应。
未来的治疗策略
这些创新的类器官可能会显著有助于开发新的治疗选择。医生可以根据特定表型的存在及其对各种治疗的反应来量身定制治疗方案。
研究人员还在探索另一种策略，以便根据他们的发现创建更有效的治疗。“同时靶向多个肿瘤表型是具有挑战性的。如果我们应用同样的治疗，它们可能会以不同方式反应，或通过转变为不同表型而逃避免疗，”赖希特坚持认为。“这促使我们首先减少肿瘤内的表型多样性，理想情况下仅保留几种不再变化的表型。在第二个阶段，我们可以为这几种剩余的表型专门创造治疗方案。”
该团队通过应用各种药物测试了这一策略在新创建的类器官上的有效性。一些表型被减少，而其他表型则演变成相关或新的表型。正如预期的那样，只有两种主要表型保持不变。展望未来，研究人员的目标是识别针对这些持续表型的有效治疗，并进一步增强他们的方法。
