UNIÓN DE FÍSICA Y FUNCIÓN BIOLÓGICA
Avances en el estudio del cáncer con un 'cultivo 2.0'
Un equipo de investigadores españoles desarrolla un dispositivo microfluídico que mejora la reproducción 'in vitro' y en 3-D del entorno tumoral.
José A. Plaza. Madrid | japlaza@unidadeditorial.es | 21/11/2016 00:00
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Iñaki Ochoa (en quinto lugar, detrás), con parte del equipo de investigación: Jacobo Ayensa, Guillermo Llamazares, Sandra González, Clara Alcaine, Luis Fernández, Alodia Lacueva, María Virumbrales y Sara Oliván. (DM)
La generación de nuevos modelos y plataformas de investigación sigue dando de qué hablar. Uno de los últimos avances viene de la mano de un equipo de investigadores españoles que ha desarrollado un dispositivo microfluídico capaz de reproducir in vitro y en 3-D el complejo entorno de diferentes tipos tumorales.
Según ha explicado a DM Iñaki Ochoa, de la Universidad de Zaragoza, el Instituto de Investigación Sanitaria de Aragón y el Ciber de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina, y coordinador del trabajo (junto a su colega José María Ayuso), la investigación que ahora culmina comenzó hace seis años con la colaboración del físico Luis Fernández: "Formamos un equipo multidisciplinar en el que unimos la física con la función biológica". Pasado el tiempo, se refieren coloquialmente a su hallazgo como el cultivo 2.0.
Ochoa echa la vista atrás: "Desde hace 150 años se trabaja con la placa de Petri, que es casi el único sustrato para cultivo. Es bidimensional y está poco estructurado: las células forman entornos mucho más complejos". Gracias a la nueva tecnología, basada en la microfluídica, mejora el conocimiento de las interacciones celulares y se logra uno de los principales objetivos: "Minimizar el desajuste entre laboratorio y modelo humano".
Conocer los cambios
La mejora de la simulación del entorno del cáncer permitirá, por ejemplo, "conocer mejor los mecanismos de angiogénesis y comprender los cambios que provoca en el pH, en la respuesta al oxígeno, a la glucosa, a diversos metabolitos... Sabremos más sobre cómo se modifican el entorno celular y las respuestas a los fármacos".
La mejora de la simulación del entorno del cáncer permitirá, por ejemplo, "conocer mejor los mecanismos de angiogénesis y comprender los cambios que provoca en el pH, en la respuesta al oxígeno, a la glucosa, a diversos metabolitos... Sabremos más sobre cómo se modifican el entorno celular y las respuestas a los fármacos".
Los investigadores señalan hacia la proliferación incontrolada de las células tumorales como una de las claves que deben conocerse mejor. Genera una grave falta de nutrientes y oxígeno en el microentorno del tumor: "Por lo tanto, las células tumorales se ven obligadas a crecer en un ambiente muy particular y diferente al del resto del organismo, lo que les obliga a adaptarse y desarrollar mecanismos de resistencia frente a esta situación que pueden afectar de forma muy importante a los fármacos que empleamos para su tratamiento".
En este contexto, la mayor parte de las investigaciones contra estos tumores se realizan en placas bidimensionales, que no permiten reproducir el entorno real de estos tumores dentro del cuerpo humano: "Esto podría explicar por qué muchos tratamientos experimentales, que aparentemente muestran un gran potencial contra estos tumores durante la fase experimental en laboratorio, luego no son capaces de conseguir los mismos resultados en modelos animales reales o en pacientes".
Según explica Ochoa, el objetivo a largo plazo de este tipo de ensayos es reducir los tiempos y los costes en el desarrollo de fármacos, y minimizar el uso de modelos animales dentro de lo posible.
Cambiar el 'chip'
A su juicio, se trata de un cambio de mentalidad: "Antes buscábamos la simplicidad, como la que aporta la placa de Petri, lo que facilita el trabajo, pero también hace perder información. Ahora nos atrevemos con tecnologías más complejas". Esta evolución también deja pros y contras: "Quizá cuesta más saber el mecanismo de acción del fármaco, pero sí sabremos mejor cuándo funciona".
A su juicio, se trata de un cambio de mentalidad: "Antes buscábamos la simplicidad, como la que aporta la placa de Petri, lo que facilita el trabajo, pero también hace perder información. Ahora nos atrevemos con tecnologías más complejas". Esta evolución también deja pros y contras: "Quizá cuesta más saber el mecanismo de acción del fármaco, pero sí sabremos mejor cuándo funciona".
En el trabajo, publicado en Scientific Reports, han participado el Grupo de Mecánica Aplicada y Bioingeniería de la Universidad de Zaragoza; el Grupo de Neuroingeniería Biomédica de la Universidad Miguel Hernández (ambos pertenecientes al Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina); el Grupo de Inmunidad y Cáncer del Instituto de Investigación Sanitaria Aragón; el Instituto de Tecnología Química de Valencia, y un equipo de la Universidad de Huddersfield (Reino Unido).
A largo plazo, la idea es reducir coste y tiempo en el desarrollo de nuevos fármacos
Opciones de futuro
Mejora la reproducción controlada de todos los procesos del entorno tumoral, lo que podría ayudar a desarrollar nuevos tratamientos y combinaciones de fármacos más efectivos para el tratamiento de estos tumores, señala a DM Iñaki Ochoa.
Mejora la reproducción controlada de todos los procesos del entorno tumoral, lo que podría ayudar a desarrollar nuevos tratamientos y combinaciones de fármacos más efectivos para el tratamiento de estos tumores, señala a DM Iñaki Ochoa.
Inmunidad
La tecnología permite que las células tumorales crezcan en un entorno 3D donde los nutrientes y el oxígeno son suministrados de forma controlada a través de unos pequeños capilares, imitando así a los propios vasos sanguíneos del organismo.
La tecnología permite que las células tumorales crezcan en un entorno 3D donde los nutrientes y el oxígeno son suministrados de forma controlada a través de unos pequeños capilares, imitando así a los propios vasos sanguíneos del organismo.
Debate bioético
Participan la Universidad de Zaragoza, la Universidad Miguel Hernández (Elche), el Ciber-BBN, el Instituto de Investigación Sanitaria de Aragón, el Instituto de Tecnología Química de Valencia y la Universidad de Huddersfield.
Participan la Universidad de Zaragoza, la Universidad Miguel Hernández (Elche), el Ciber-BBN, el Instituto de Investigación Sanitaria de Aragón, el Instituto de Tecnología Química de Valencia y la Universidad de Huddersfield.
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