Un equipo de investigación colaborativo dirigido por la profesora Jinah Jang, del Departamento de Ingeniería Mecánica y del Departamento de Ingeniería Creativa de TI de POSTECH (Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang), y el profesor Charles Lee, del Laboratorio Jackson de Medicina Genómica de Estados Unidos, ha desarrollado con éxito un modelo de cáncer gástrico utilizando tecnología de bioimpresión 3D y fragmentos de tejido canceroso derivados de pacientes.

Este innovador modelo conserva las características de los tejidos reales del paciente y se espera que evalúe y prediga rápidamente las respuestas individuales de los pacientes a los medicamentos.

La investigación ha sido publicada en la revista internacional Advanced Science. La

heterogeneidad de los tumores plantea un desafío importante en el desarrollo y el tratamiento de las terapias contra el cáncer, ya que las respuestas de los pacientes a un mismo medicamento varían y el momento del tratamiento es un factor crítico que influye en el pronóstico.

Por lo tanto, las tecnologías que predicen la eficacia de los tratamientos contra el cáncer desempeñan un papel vital para minimizar los efectos secundarios y mejorar la eficacia del tratamiento.

Los enfoques existentes, como las pruebas basadas en paneles de genes y los modelos de xenoinjertos derivados de pacientes (PDX), tienen una aplicabilidad limitada a ciertos pacientes, presentan limitaciones a la hora de predecir los efectos de los medicamentos y requieren mucho tiempo y dinero para su establecimiento.

En este estudio, el equipo de investigación desarrolló un modelo de cáncer gástrico in vitro aprovechando la tecnología de bioimpresión 3D y la biotinta específica para tejidos que incorpora fragmentos de tejido derivados de pacientes.

En particular, encapsularon tejidos cancerosos en un hidrogel de matriz extracelular descelularizada (dECM) derivada del estómago, lo que permitió artificialmente las interacciones célula-matriz.

Mediante el co-cultivo de estos tejidos con fibroblastos gástricos humanos, imitaron con éxito las interacciones célula cancerosa-estroma, recreando así el microambiente tumoral in vivo in vitro.

Este modelo demostró la capacidad de preservar las características únicas de los tejidos gástricos de pacientes individuales mediante la replicación de las interacciones célula-estroma y célula-matriz.

Mostró una alta especificidad en la predicción de las respuestas a los fármacos contra el cáncer y el pronóstico del paciente.

Además, los perfiles genéticos del modelo relacionados con el desarrollo y la progresión del cáncer y la respuesta a los fármacos se asemejaron mucho a los de los tejidos de los pacientes, superando el rendimiento de los modelos PDX convencionales.

Además, el método de fabricación rápida de este modelo mediante bioimpresión permite evaluar los fármacos en un plazo de dos semanas tras la extracción del tejido tumoral del paciente.

Se prevé que esta eficiente plataforma contribuya significativamente al desarrollo de tratamientos personalizados contra el cáncer.

El profesor Charles Lee, del Laboratorio Jackson de Medicina Genómica, que dirigió el estudio, expresó sus expectativas sobre el modelo: «Al reproducir las interacciones entre las células cancerosas y el estroma y la matriz celular, este modelo mejora la precisión de las predicciones de respuesta a los fármacos y reduce la administración innecesaria de fármacos a pacientes que no responden».

El profesor Jinah Jang, de POSTECH, destacó la importancia de la investigación: «Se trata de una plataforma preclínica fundamental no solo para desarrollar tratamientos específicos para cada paciente, sino también para validar nuevos fármacos contra el cáncer y terapias combinadas».

Imagen: Recreación del microambiente tumoral con tecnología de bioimpresión para la identificación y predicción personalizadas de la respuesta a los fármacos. Crédito: POSTECH

Fuente: Pohang University of Science & Technology (POSTECH)