Investigadores españoles desarrollan un modelo de `cáncer en un chip` para personalizar tratamientos del cáncer de colon

El sistema permite estudiar la respuesta de los tejidos tumorales a diferentes tratamientos farmacológicos (como la quimioterapia) en un entorno tridimensional y dinámico, antes de administrarlos, evitando tratamientos ineficaces y reduciendo efectos secundarios graves.

El trabajo de los investigadores, cuyos resultados se han publicado en 'International Journal of Molecular Sciences', demuestra que los organoides derivados de tejido tumoral o tumoroides pueden mantenerse en dispositivos microfluídicos con un flujo continuo de nutrientes y someterse a ensayos farmacológicos. De este modo, los investigadores pueden observar cómo responde el tejido a distintas concentraciones de fármacos y analizar los cambios que se producen a nivel celular y morfológico.

"Frente a los cultivos celulares tradicionales en dos dimensiones, los organoides permiten trabajar con una estructura tridimensional más próxima a la organización de los tejidos humanos. La incorporación de estos modelos a un sistema Organ-on-a-Chip añade además la posibilidad de controlar dinámicamente el entorno en el que se desarrolla el tejido", explica Miguel Holgado, que dirige del Grupo de investigación de Óptica, Fotónica y Biofotónica en el Centro de Tecnología Biomédica de la UPM y el grupo de órgano y Tejidos en chips y detección in vitro del IDISSC.

Los investigadores aislaron y cultivaron organoides procedentes de biopsias tumorales y de tejido sano próximo al tumor de pacientes con cáncer colorrectal y los incorporaron a un dispositivo microfluídico (un pequeño dispositivo que permite controlar y hacer circular cantidades muy pequeñas de líquidos por unos canales microscópicos). Esta circulación permite reproducir, de manera controlada, procesos como la renovación de nutrientes y la eliminación de residuos.

Según señalan los "resultados del estudio fueron muy positivos", ya que los organoides cultivados en los microchips mantuvieron una viabilidad y morfología comparables a las observadas en los cultivos convencionales en placa, lo que demuestra la estabilidad del sistema desarrollado y su viabilidad como modelo para estudiar el comportamiento de los tumores.

NUEVA UNIDAD PARA TRASLADAR LA TECNOLOGÍA A HOSPITALES E INDUSTRIA

Coincidiendo con la publicación de estos resultados, el IdISSC y el Centro de Tecnología Biomédica de la UPM (CTB-UPM) han creado la Unidad de Tecnologías en Organoides y Modelos 'Organ-on-a-Chip', una infraestructura mixta concebida para proporcionar servicios altamente especializados en el desarrollo, establecimiento, cultivo, mantenimiento, caracterización y análisis funcional de modelos de organoides y cultivos tridimensionales (3D) aplicados a la biomedicina traslacional y la medicina personalizada.

La nueva unidad ofrecerá servicios especializados dirigidos a investigadores, hospitales, universidades, startups y empresas biotecnológicas y farmacéuticas Su finalidad primordial es facilitar el acceso a la comunidad científica, clínica e industrial a modelos celulares avanzados capaces de reproducir fielmente la arquitectura tisular, la heterogeneidad celular y los microambientes fisiológicos y patológicos humanos. Estos sistemas superan las restricciones predictivas de los cultivos bidimensionales (2D) convencionales y reducen la dependencia de modelos animales en ensayos preclínicos.

La cartera de servicios se estructura en cuatro áreas: cultivo y mantenimiento de modelos 3D; diseño y fabricación de dispositivos microfluídicos; caracterización histológica y molecular; y ensayos funcionales y farmacológicos. Entre sus capacidades se incluyen el aislamiento de criptas a partir de biopsias humanas, la expansión de organoides en matrices tridimensionales, la criopreservación para biobancos, la fabricación de biochips y los estudios de respuesta a fármacos mediante análisis de citotoxicidad y microscopía digital.