Nowy system, nazwany w skrócie T-MOC (ang. tumor-microenvironment-on-chip), ma powierzchnię około 4,5 cm² i zbudowany jest z mikroskopijnej wielkości kanałów, w których hodowane są komórki nowotworowe oraz komórki śródbłonka. Układ zawiera również macierz zewnątrzkomórkową, stanowiącą gąbczastą strukturę tworzoną przez kolagen pomiędzy komórkami w żywej tkance. 

Dzięki takiej strukturze T-MOC umożliwia naukowcom badanie złożonego środowiska występującego naturalnie w otoczeniu guza, a także przede wszystkim barier uniemożliwiających ukierunkowane dostarczanie środków terapeutycznych do komórek nowotworowych. Stanowi on zatem ciekawą alternatywę dla tradycyjnych metod doświadczalnych, kiedy to testy odbywają się na płytkach hodowlanych nie odwzorowując rzeczywistych warunków w organizmie.

Ukierunkowane dostarczanie substancji terapeutycznych do zmienionych nowotworowo obszarów stanowi ogromny problem podczas leczenia pacjentów. Szerokie grono naukowców stara się obecnie udoskonalać ten system różnymi sposobami, w tym m.in. stosując drobne kuliste struktury o rozmiarach nanometrycznych, a więc tak zwane nanocząstki. Takie rozwiązanie ma bazować na zaprojektowaniu cząsteczki o rozmiarach wystarczająco małych, aby przejść przez pory obecne w naczyniach krwionośnych guza. Jednocześnie te same struktury muszą być na tyle duże, aby nie przenikały przez pory naczyń krwionośnych w zdrowych tkankach. Znalezienie takich wymiarów nanocząstki jest możliwe ze względu na różnice morfologiczne w układzie komórek śródbłonka w zdrowych naczyniach krwionośnych, a tych obecnych w okolicach guza. W zdrowych obszarach organizmu komórki śródbłonka tworzą dobrze zorganizowane struktury z maleńkimi porami pomiędzy nimi. W okolicach guza komórki te układają się nieregularnie przez co tworzą większe przestrzenie pomiędzy sobą.

Opracowanie nanocząstek o ściśle określonych rozmiarach nie gwarantuje jednak sukcesu. Kolejnym problemem w kierunkowym dostarczaniu substancji terapeutycznych do zmienionych nowotworowo obszarów jest zwiększone ciśnienie płynów śródmiąższowych wewnątrz guza w porównaniu do otaczających go zdrowych tkanek. To ciśnienie powoduje „wypychanie” leków poza obszar nowotworu i powoduje, że tylko niewielka część z zaaplikowanej pacjentowi dawki rzeczywiście osiąga cel. Obniżone w ten sposób stężenie substancji czynnych nie ma możliwości skutecznej eliminacji zmienionych nowotworowo komórek.

Wyniki badań T-MOC sugerują, że system jest w stanie symulować złożone środowisko wokół guza, wraz z różnicami ciśnień płynu śródmiąższowego, i zapewnić tym samym informacje o tym jak pokonać wytwarzane przez nie bariery. Technologia została już przetestowana z wykorzystaniem komórek ludzkiego raka piersi i komórek śródbłonka, a przeprowadzone badania pozwoliły wyciągnąć pierwsze wnioski na temat sposobu transportu nanocząstek w obrębie mikrośrodowiska guza. Dodatkowo system w przyszłości ma być wykorzystywany do oceny skuteczności leków przeciwnowotworowych. W obrębie T-MOC można bowiem hodować dowolne komórki nowotworowe, w tym również pobrane bezpośrednio od pacjenta. Takie podejście umożliwi określenie jakie leki wykazują skuteczność wobec tego konkretnie nowotworu. Możemy mieć zatem do czynienia z kolejnym krokiem w stronę terapii spersonalizowanych.