Un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Henan ha presentado un método novedoso para mejorar las pruebas de fármacos contra el cáncer de esófago (CE) utilizando una tecnología avanzada de cultivo celular tridimensional (3D). Los autores crearon un modelo de esferoide tumoral en un chip utilizando andamios de hidrogel opalino inverso para imitar mejor el entorno in vivo de los tumores. Esta innovadora plataforma permite una evaluación más precisa de los agentes quimioterapéuticos al simular las condiciones fisiológicas que las células cancerosas encuentran en el organismo.

El cáncer de esófago es uno de los más frecuentes y causa 450000 muertes al año en todo el mundo. En la actualidad, la cirugía es el principal método para tratar los tumores locales. Al mismo tiempo, para los pacientes en estadios avanzados con malas condiciones generales que han perdido la oportunidad de la cirugía, la quimioterapia es la principal opción de tratamiento. Sin embargo, el desarrollo de fármacos quimioterapéuticos para el cáncer de esófago se encuentra aún en sus primeras fases. El desarrollo convencional de fármacos suele utilizar células monocapa bidimensionales para los experimentos in vitro, que difieren significativamente de las células en su estado nativo en cuanto a morfología y función.

La actual generación de fármacos quimioterapéuticos muestra diferencias notables y bajas tasas de respuesta que no pueden descartarse debido a las limitaciones de las plataformas de desarrollo de fármacos. Así pues, el desarrollo de una plataforma a nivel celular capaz de simular tanto los estados fisiológicos sanos como los enfermos del organismo es crucial para la creación de medicamentos quimioterapéuticos.

La solución: Los investigadores utilizaron el método de loción microfluídica para crear un andamio de hidrogel antiopal adecuado para la formación de esferas tumorales derivadas de CE. A continuación, diseñaron un chip microfluídico multicanal que contenía el andamio de hidrogel PEGDA. La integración del andamiaje en el chip microfluídico demostró su potencial para aplicaciones de alto rendimiento. El chip permite comparar los efectos de diversos fármacos quimioterapéuticos sobre los cambios morfológicos de las esferas celulares tridimensionales y los factores intracelulares relacionados con el cáncer. Este enfoque ha conducido a la realización de un sistema de cribado de fármacos quimioterapéuticos que puede estimular las células 3D con dosis bajas de fármacos.

El futuro: En los últimos años, el número de materiales de andamiaje utilizados para el cultivo celular en 3D ha ido en aumento, incluidos los materiales poliméricos sintéticos y diversos biomateriales naturales. Estos materiales presentan una mejor biocompatibilidad y ajustabilidad, y se han utilizado ampliamente en el cribado de fármacos. Sin embargo, aún es necesario optimizar su estabilidad y biodegradabilidad durante el cultivo a largo plazo.

El impacto: Este estudio presenta un chip microfluídico para el cribado de fármacos quimioterapéuticos para el cáncer de esófago. En la práctica, puede garantizar el cribado simultáneo de cuatro fármacos en modo 3D a microescala. Estas características únicas ponen de relieve el potencial de los esferoides tumorales esofágicos como plataforma avanzada de cribado de fármacos, que tienen un importante valor de aplicación en el campo del desarrollo de fármacos quimioterapéuticos. El equipo espera seguir perfeccionando el diseño y el rendimiento del chip, lo que permitirá su aplicación al cribado de fármacos para una gama más amplia de enfermedades y fomentará una mayor integración con la medicina personalizada.

La investigación se ha publicado recientemente en la edición en línea de Materials Futures, una destacada revista internacional en el campo de la investigación interdisciplinar en ciencias de los materiales.

Fuente: Laboratorio de Materiales del Lago Songshan