3D printed scaffolds: next generation drug screening tool
- Reference number
- FID15-0008
- Start and end dates
- 160901-220930
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- RISE Borås
- Research area
- Life Sciences
Summary
Development of cancer drugs, involving biological testing in vitro and in vivo prior to clinical trials, is very time consuming and costly. Current methods for preclinical testing of drug safety and efficacy poorly predict the human situation, and consequently, many drug candidates fail in late stage clinical trials. The objective of this project is to develop new test systems for cancer drug screening, based on 3D-bioprinted scaffolds cellularized with cancer cell lines, aiming to produce systems that mimic real tumor tissue. The feasibility of this concept is based on our recent research: Cancer cell lines introduced in decellularized tumor biopsies, develop the characteristics of human in vivo tumor cells. This does not occur in conventional 2D and 3D cell cultures. These findings encourage us to produce “tumor mimics” by 3D-bioprinting made from different biomaterials functionalized with factors identified in studies of the decellularized human tumors. Cancer cell lines will be introduced to the scaffolds, during or after the printing process. The cells will be characterized using state-of-the art molecular biology techniques (gene expression and protein profiling) on single cell level, and the cellularized units will be demonstrated as a new testing platform for cancer drug candidates. The PhD from this project will gain a unique skill set, combining 3D-bioprinting, molecular biology and cancer research that will be very attractive for pharma and biotech industry.
Popular science description
3D-printade system för testning av cancermediciner Cancer är en av de stora folksjukdomarna och stora insatser görs globalt för att utveckla nya mediciner och behandlingar. Utveckling av nya cancermediciner är en tidkrävande och dyr process, där de tidiga delarna består av biologiska provrörstester med odlade celler åtföljt av experimentella studier i vävnad. Kandidater som bedöms säkra och ger goda resultat i de prekliniska testerna kan sedan gå vidare till kliniska försök på människa. Ett problem med de prekliniska testerna är att de inte på ett tillräckligt bra sätt representerar situationen i människa. Detta innebär att många läkemedelskandidater, trots goda prekliniska resultat, inte uppvisar önskad effekt i de kliniska försöken. Misslyckanden i detta sena skede av utvecklingsprocessen innebär att mycket tid och pengar har gått förlorade. Prekliniska testmetoder som är mer träffsäkra och representativa för människa skulle dramatiskt minska antalet misslyckanden i klinisk fas och därmed effektivisera och spara pengar vid utvecklingen av cancermediciner och andra läkemedel. Idén bakom detta projekt är att kombinera två nya teknologier, 3D-printning och cellsteknologi, för att utveckla nya testsystem som är representativa för den verkliga situationen i människa. Med 3D-printning av lämpliga material skapas en struktur till vilken cancerceller tillsätts. Genom att designa den 3D-printade strukturen så att den får rätt biokemiska och strukturella egenskaper, kan cancercellerna utvecklas på ett liknande sätt som sker i en verklig tumör. Den 3D-printade tumören kan sedan användas för att testa effekten av olika cancermediciner. Projektet kommer att fokusera på bröstcancer, där forskargruppens tidigare resultat från studier av kliniska biopsier visar att tumörliknade vävnad kan återskapas i laboratoriet med cancerceller. Detta skapar en grund för att gå ytterligare ett steg och helt utan donatorvävnader kunna skapa system som tillräckligt väl efterliknar mänskliga tumörer för att kunna användas för testning av cancerläkemedel. Projektet genomförs som ett gemensamt doktorandprojekt mellan SP Sveriges tekniska forskningsinstitut AB och Sahlgrenska Cancer Center vid Göteborgs Universitet.