El cáncer de hígado es una de las principales causas de muerte por cáncer en el mundo, con una escasez de tratamientos aprobados. Un desafío importante en el desarrollo de medicamentos efectivos para el cáncer de hígado es que los modelos actuales de tumor preclínico no replican con precisión las características del tumor yambiente tumoral en humanos, lo que causa que muchos medicamentos potenciales fallen en las pruebas clínicas.
Para imitar con mayor precisión estas características, los investigadores han desarrollado modelos de tumores hepáticos llamados xenoinjertos derivados de pacientes PDX. Aunque estos modelos proporcionan una imagen más real de cuán efectivos serían los posibles medicamentos contra el cáncer en humanos, también son caros y requieren tiempo.consumir para crear. El cultivo de estas células cancerosas PDX en cultivo sería más rentable para la detección de drogas. Sin embargo, hasta ahora, los intentos de cultivar estas células no reflejan la estructura tumoral 3D y el entorno del tumor.
Dirigido por la Dra. Eliza Fong y el Dr. Toh Tan Boon, un equipo interdisciplinario de investigadores de los Departamentos de Fisiología e Ingeniería Biomédica de la NUS, el Instituto de Ciencias del Cáncer de Singapur, el Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología, A * STAR y el Centro Nacional del CáncerSingapur ha ideado un nuevo método para cultivar células de cáncer de hígado PDX para su uso en pruebas de drogas.
Como se describe en su artículo reciente en la revista líder de bioingeniería Biomateriales , este método implica el crecimiento de las células en andamios 3D sintéticos hechos de un hidrogel poroso a base de plantas. Los investigadores diseñaron los andamios esponjosos con propiedades bioquímicas y mecánicas optimizadas para ayudar a las células de cáncer de hígado a mantener su forma y función adecuadas y crecer como organoides.
Después de cultivar los organoides durante 1 a 3 semanas, el equipo verificó que las células de cáncer de hígado en los organoides estaban vivas y reproduciéndose. Las células de cáncer de hígado generalmente contienen cambios genéticos específicos que están ausentes en las células normales del hígado. Los investigadores diseñaron organoides de PDXque se tomaron de 14 pacientes con cáncer de hígado. La mayoría de los organoides conservaron los mismos cambios genéticos clave que estaban en las células PDX de origen. También mantuvieron una característica importante de los tumores de hígado llamada heterogeneidad intratumoral, en la que distintas poblaciones de células de cáncer de hígadoestán presentes dentro del mismo tumor y afectan su respuesta al tratamiento. La presencia de esta característica fue otra ventaja para la detección de drogas que los organoides tienen sobre los métodos tradicionales de cultivo celular, en el que todas las células son idénticas.
Como bioingeniero, el Dr. Fong considera que el éxito de los organoides diseñados es particularmente gratificante. "Este estudio realmente personifica la sinergia positiva que podemos lograr en el crecimiento de tumores de pacientes fuera del cuerpo al unir los avances en ingeniería de tejidos con biología del cáncer".dice.
Otra característica atractiva es el pequeño tamaño de los andamios 3D que contienen los organoides: apenas 100 micras. Pueden caber fácilmente dentro del pozo de una placa de microtitulación de 96 pozos, una plataforma estándar para la detección de drogas de alto rendimiento, que permitemuchos medicamentos para ser probados al mismo tiempo. A través de esta tecnología, se puede usar un PDX para producir decenas a cientos de tales andamios que contienen organoides. Combinados con su capacidad de recapitular las características genéticas y la heterogeneidad de los tumores hepáticos originales, estos tumoreslos avatares tienen el potencial de revolucionar la detección y el desarrollo de medicamentos contra el cáncer de hígado.
En palabras del Dr. Toh, "Tener una plataforma confiable para cultivar células derivadas de pacientes con cáncer de hígado es un paso importante en la medicina personalizada, ya que ahora podemos usarlas para aumentar el rendimiento de las pruebas de sensibilidad a los medicamentos".
El Dr. Hanry Yu, profesor de fisiología en NUS Medicine y líder de grupo de ingeniería de tejidos en el Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología en A * STAR, así como el último autor del estudio, señala que "los andamios esponjosos se desarrollaron para mantenerlas células hepáticas normales también conservan las propiedades importantes del cáncer de hígado para las pruebas de drogas. Esto permite a los pacientes elegir el mejor tratamiento en función de los resultados de las pruebas de drogas en sus propias células de cáncer de hígado ".
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Materiales proporcionados por Universidad Nacional de Singapur, Facultad de Medicina Yong Loo Lin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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