Una plataforma de prueba innovadora que imita más de cerca lo que el cáncer encuentra en el cuerpo puede permitir terapias personalizadas más precisas al permitir el estudio rápido de múltiples combinaciones terapéuticas contra las células tumorales. La plataforma, que utiliza un entorno tridimensional para reflejar más de cerca un microambiente tumoral, se demuestra en una investigación publicada en Communications Biology .
«Toda esta plataforma realmente nos brinda una manera de optimizar la inmunoterapia personalizada en una escala rápida y de alto rendimiento», dijo Jonathan Dordick, profesor del Instituto de ingeniería química y biológica y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios (CBIS) del Instituto Politécnico Rensselaer. , quien dirigió esta investigación. «Puede imaginarse a alguien con cáncer, y rápidamente biopsia del tumor y luego usa esta plataforma de biochip para identificar muy rápidamente, en uno o dos días, qué modalidad de tratamiento específica podría ser ideal para un cáncer en particular».
De particular interés para los investigadores es el comportamiento de un tipo específico de célula inmunitaria conocida como células asesinas naturales (NK), que buscan cáncer o virus dentro del cuerpo, se unen a sus receptores y excretan una enzima destinada a matar las células no deseadas. La plataforma estudiada en este artículo permite a los investigadores comparar lo que sucede cuando se deja que las células NK combatan las células tumorales por sí solas versus cómo se comportan cuando se agrega un anticuerpo o un fármaco contra el cáncer, o una combinación de ambos.
La plataforma es un pequeño chip de plástico de dos piezas del tamaño de un portaobjetos de microscopio. Un lado del chip tipo sándwich contiene 330 pilares diminutos sobre los que los investigadores pueden colocar una matriz externa, hecha de una sustancia similar a un gel, que imita el entorno mecánico de una célula tumoral. Cuando las células cancerosas se colocan dentro de esta estructura similar a un gel, se les anima a crecer en forma de esferoide, como lo harían dentro del cuerpo. La segunda pieza contiene 330 micropocillos dentro de los cuales se pueden agregar células NK en suspensión, de la misma manera que fluirían sin ataduras dentro del cuerpo.
En Rensselaer, Dordick colaboró con Seok-Joon Kwon, científico investigador senior en CBIS, y Sneha Gopal, quien recientemente recibió su Ph.D. basado, en parte, en este estudio. El equipo de Rensselaer colaboró con investigadores de la Universidad de Konyang y Medical & Bio Decision Company Ltd. Para probar esta plataforma, los investigadores estudiaron dos tipos de células de cáncer de mama, así como células de cáncer de páncreas, con varias combinaciones de células NK, dos anticuerpos monoclonales y un fármaco de quimioterapia contra el cáncer.
«Puede realizar un cribado muy rápidamente para determinar qué combinaciones de células NK, anticuerpos y fármacos quimioterapéuticos se dirigen a las células cancerosas dentro de la geometría del esferoide», dijo Dordick. «Lo que realmente es sorprendente es que vemos diferencias muy significativas entre lo que sucede en ese esferoide, dentro de las ranuras del chip, y lo que sucedería en un cultivo celular bidimensional más tradicional que se usa a menudo en el cribado».
En el diseño de esferoides, por ejemplo, el fármaco de quimioterapia paclitaxel tuvo poco efecto sobre los tres tipos de células cancerosas por sí solo, mientras que en un sistema bidimensional tradicional, dijo Dordick, el fármaco puede parecer que funciona bien. Funcionó dramáticamente mejor cuando se combinó con células NK y un anticuerpo.
«Esta plataforma acerca a los investigadores a la medicina personalizada», dijo Deepak Vashishth, director de CBIS. «Este trabajo realizado por el profesor Dordick y su grupo de investigación es un excelente ejemplo de cómo nosotros, en Rensselaer, estamos brindando un nuevo ángulo a la salud humana mediante el desarrollo de nuevos enfoques en la intersección de la ingeniería y las ciencias de la vida para mejorar las curas de enfermedades como el cáncer. . «
Para promover el uso potencial de esta herramienta, Dordick dijo que debe probarse en una amplia gama de tipos de cáncer, incluido un microambiente tumoral que consta de múltiples tipos diferentes de células . En el futuro, prevé que la plataforma tiene el potencial de identificar terapias combinadas que funcionan mejor contra el cáncer específico de un paciente , lo que permite la identificación y administración de inmunoterapia personalizada.
FUENTE: medicalxpress.com
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