En tumör består av mer än enbart cancerceller. I kroppen växer solida tumörer i nära samspel med blodkärl, nerver och vävnaden runt dem. För att efterlikna grundläggande funktioner hos organ utanför kroppen används tekniken organ-på-chip. Nu har forskare utvecklat en sådan modell för huvud- och halscancer och demonstrerat att principen fungerar. Alltsammans ryms på en platta ungefär lika stor som ett frimärke.
Charlotte PerhammarModellen öppnar möjligheter för forskare att studera komplexa interaktioner under mycket välkontrollerade förhållanden.
– I stället för att behöva göra experiment på djur eller testa möjliga läkemedel på människor vill vi kunna göra tester i ett enda mikrosystem på labbet. Om vi vill förstå varför en tumör växer, sprider sig, orsakar smärta eller står emot behandling, behöver vi modeller som kan efterlikna samspelet mellan tumören och dess omgivning, säger Pierfrancesco Pagella, universitetslektor vid Linköpings universitet, som har lett studien som publicerats i tidskriften PNAS.
Liknar kroppens egna ämnen
För att efterlikna förhållandena i kroppen utvecklade forskarna modellen i tre steg. I kroppen är celler omgivna av ett nätverk av proteiner och kolhydrater som kallas extracellulär matrix, eller ECM. Forskarna bakom studien har utvecklat ett material som ska efterlikna ECM och som baseras på hyaluronsyra, kollagen och lamininer, ämnen som ingår i kroppens ECM. De fann att sammansättningen av ECM-materialet förändrade cancercellernas beteende och påverkade deras känslighet för cancerhämmande läkemedel. Forskarna drar slutsatsen att valet av ECM-material är en viktig faktor i modeller som försöker efterlikna sjukdomar i människan.
Cancercellerna reagerar på blodkärl
Därefter la forskarna till blodkärlsliknande strukturer till sitt organ-på-chip. Blodkärl är viktiga för att tumörer ska kunna växa sig större eftersom de förser celler med syre och näring. Blodkärl är också den vanligaste spridningsvägen för tumörer som sprider sig till andra delar av kroppen. Dessutom transporteras cancerhämmande läkemedel via blodkärl till tumören.
Charlotte Perhammar
Ìý
– Vi såg att cancercellerna reagerade på blodkärlet i närheten, rörde sig snabbt mot det och tog sig in i kärlet, vilket är det första steget i tumörspridning. Men cellerna betedde sig mycket olika beroende på vilket material de omgavs av, säger Pierfrancesco Pagella.
Forskarna använde sen blodkärlsstrukturen på chippet för att tillföra läkemedlet cisplatin, som denna typ av cancer ofta behandlas med. Även då spelade typen av ECM-material en roll för hur effektivt cisplatin dödade cancercellerna.
Samspel mellan nerver och tumör
För att göra organ-på-chip-modellen komplett skapade forskarna trigeminala ganglia, som nerverna som är inblandade i känsel och smärta i munnen och hela ansiktet utgår från. Inom ett par dagar hade nerverna vuxit runt tumörerna.
Alessia Maria Pignataro, Cornelia Christina Schwarz, Emilia Wiechec et al– Vi såg i vårt 3-dimensionella system att tumörer med nervkontakt var mindre benägna att ta sig in i blodkärl, men växte sig samtidigt större. Vår modell ger oss möjlighet att studera nerver som en aktiv part i tumörens omgivning. Det är särskilt intressant i huvud-och halscancer där nerver är involverade i att reglera både tumörens beteende och aggressivitet och i cancerrelaterad smärta, säger Pierfrancesco Pagella.
Flexibel modell
Forskarna bakom studien menar att deras organ-på-chip-modell kan anpassas till andra solida tumörtyper där samspelet med andra strukturer och vävnader är betydelsefulla. Utöver studier som ökar kunskapen om hur cancer beter sig och påverkas av sin omgivning, kan metoden i förlängningen bli användbar för till exempel läkemedelscreening och test av behandlingseffekt.
Charlotte Perhammar
Ìý
Studien har finansierats med stöd av bland annat Vetenskapsrådet, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Europeiska forskningsrådet (ÌÇÐÄֱ²¥) och Stiftelsen för strategisk forskning. Organ-på-chip-tekniken utvecklades i samarbete med MiMic Lab vid Politecnico di Milano, som leds av professor Marco Rasponi, Chair of the European Organ-on-Chip Society.
Artikeln: , Alessia Maria Pignataro, Cornelia Christina Schwarz, Emilia Wiechec et al. (2026).ÌýPNAS. Publicerad online 27 oktober 2026, doi: https://doi.org/10.1073/pnas.2602541123