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Multi-compartmental Tumor-on-a-Chip

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Un innovador tumor en un chip impulsa la investigación sobre el cáncer

Investigadores de la Unión Europea han recreado en un chip las condiciones de propagación de los tumores cancerosos. Esto podría proporcionar a los científicos una nueva herramienta poderosa para analizar el crecimiento tumoral y evaluar la eficacia de nuevos tratamientos.

Salud

El cáncer de mama sigue siendo uno de los más comunes en mujeres de todo el mundo. Aunque una mayor sensibilización y unos tratamientos más eficaces han permitido que las tasas de mortalidad disminuyan entre las mujeres de mayor edad, no ha habido cambios en los grupos con edades inferiores a 50 años. «La principal causa de muerte es la metástasis», explica la socia del equipo del proyecto MTOAC, Christa Ivanova, responsable de investigación e innovación en ELVESYS (Francia). «Esto ocurre cuando algunas células se separan de la masa tumoral primaria e invaden tejidos y órganos a través del torrente sanguíneo. Una vez que el cáncer forma metástasis, las probabilidades de supervivencia disminuyen drásticamente». El proyecto MTOAC, emprendido con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se puso en marcha con el objetivo de comprender mejor este proceso de metástasis. Para ello, el equipo del proyecto se propuso fabricar un dispositivo microfluídico capaz de recrear el entorno fisiológico de un tumor. La idea es que los científicos dispongan de medios sencillos y rentables para cultivar y analizar células tumorosas. Las principales ventajas incluyen unos resultados comparables a los obtenidos con modelos «in vivo», pero con métodos menos costosos, más éticos y fáciles de utilizar.

Simulación del entorno tumoral

El dispositivo microfluídico desarrollado por el equipo del proyecto está formado por un chip microfluídico minúsculo en el que se cultivan células, junto con bombas que regulan el flujo de nutrientes a las células (imitando así al cuerpo). El propio chip contiene tres cámaras conectadas por canales minúsculos. «La idea consistía en que sembrar células en cada compartimiento nos permitiría estudiar el comportamiento y crecimiento celular», añade Ivanova. Tras construir una plataforma microfluídica de cultivo celular, el equipo del proyecto la sembró con células, incluidas células de cáncer de mama disponibles en el mercado. Las células se incorporaron a un hidrogel compuesto por colágeno para facilitar su adhesión al chip microfluídico. Entonces dejaron que las células proliferasen y formasen estructuras tridimensionales. Tras varios días, estos sistemas de «tumores en un chip» se analizaron para valorar el consumo de glucosa, la hipoxia y las interacciones entre diferentes tipos de células. «Descubrimos que las células derivadas de tumores consumen más glucosa», explica Ivanova. «Esto es lógico, dado que experimentan un crecimiento más rápido. También descubrimos que el centro del cultivo de células tridimensional se vuelve necrótico a causa de la hipoxia. Esto es habitual en los tumores, dado que el rápido crecimiento celular impide un suministro continuo de oxígeno/sangre fresca. Este estado a menudo inicia la metástasis». El equipo averiguó asimismo que el cultivo conjunto de células cancerosas y células de vasos sanguíneos provocaba una migración de las primeras hacia las segundas. «Las tres observaciones son conformes con la documentación publicada», señala Ivanova. «Esto sugiere que el sistema de cultivo celular tridimensional que creamos es capaz de imitar el microentorno real del tumor».

Solución normalizada

El éxito del proyecto destaca el potencial de la tecnología microfluídica para ayudar a los científicos a comprender mejor los mecanismos biológicos subyacentes al cáncer. «La complejidad de la microfluídica antiguamente resultaba intimidante», comenta Ivanova. «Esperamos que gracias a este sistema microfluídico fácil de utilizar, más investigadores puedan beneficiarse de ella». De hecho, el proyecto MTOAC representa un importante hito en el camino hacia un sistema de tumor en un chip normalizado que podría llegar a sustituir los modelos animales en algunos casos. La normalización es esencial: aunque hay diversos sistemas de tumor en un chip disponibles en el mercado, suelen limitarse a líneas celulares específicas y aún son muy caros. «Seguiremos trabajando en este sistema para que resulte más accesible y sea más conocido entre la comunidad investigadora», añade Ivanova.

Palabras clave

MTOAC, tumores cancerosos, microfluídica, mama, cáncer, célula, hipoxia, torrente sanguíneo

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