El Grup de Química Farmacèutica d’IQS du a terme una línia de recerca sobre models 3D de cultius cel·lulars mitjançant cèl·lules aïllades de teixits humans i matrius nanomètriques sintètiques. L’aplicació d’aquests models permeten estudiar el comportament cel·lular davant de fàrmacs i altres teràpies, facilitant així la recerca preclínica de futurs tractaments del càncer.
El creixement i la proliferació de malalties relacionades amb el càncer es deu a multitud de factors, com la predisposició genètica i molts altres relacionats amb el nostre estil de vida: alimentació, manca de descans i qualitat del mateix, estrès, problemes ambientals, etc. I no existeix una forma de combat clara i eficaç contra aquestes malalties.
El desenvolupament d’un tumor és un procés dinàmic, en el qual les cèl·lules cancerígenes es diferencien, proliferen i migren, interaccionant entre elles, amb les cèl·lules dels diferents teixits i amb la matriu que les envolta, en un context tridimensional (3D). Els complexos mecanismes biològics que condueixen al progrés del tumors no són fàcilment reproduïbles al laboratori.
El Grup de Quimica Farmacèutica (GQF) d’IQS du a terme una línia de recerca sobre cultius de cèl·lules tumorals mitjançant models 3D, liderada per el Dr. Carlos Semino del Laboratori d’Enginyeria de Teixits del Departament de Bioenginyeria, i amb la col·laboració del Dr. José Ignacio Borrell, Director del GQF, del Departament de Química Orgànica i coordinador del Màster de Química Farmacèutica del centre universitari. A l’estudi hi col·laboren també diversos centres hospitalaris de Catalunya.
Els estudis amb models tumorals 3D permeten obtenir sistemes predictius del comportament cel·lular davant de fàrmacs i altres teràpies – com la teràpia gènica – que ajuden en la recerca preclínica de futurs tractaments. En ells, les cèl·lules aïllades de biòpsies de teixits humans que presenten un fenotip anòmal o tumoral poden ser cultivades a escala microscòpica en el laboratori.
El component clau per recrear un ambient 3D són unes matrius nanomètriques sintètiques desenvolupades pel Dr. Semino en el Massachussets Institute of Technology (MIT). Aquest material, també anomenat hidrogel, imita la matriu extracel·lular de tots els teixits, permetent a les cèl·lules – tant les sanes com les tumorals – créixer, proliferar, relacionar-se entre elles i formar així teixits artificials. A més, per el fet de tractar-se de matrius nanomètriques, el medi és transparent i permet visualitzar fàcilment el comportament cel·lular al microscopi: el seu creixement, la seva migració, la seva resistència en front d’un fàrmac concret, etc.
Amb aquesta tècnica, es poden obtenir múltiples rèpliques d’un mateix tumor permetent tant l’estudi de diversos tractaments i dosis, com també combinacions de diferents fàrmacs i els seus efectes. L’avantatge d’aquests models miniaturitzats en 3D és que es poden obtenir en plaques amb 48 o 96 mostres, que són petites i fàcils d’analitzar en la majoria dels equips de recerca biomèdica i farmacèutica.
Investigant el que es coneix com “cross-talk” o “conversa cel·lular” (que consisteix en estudiar si les cèl·lules humanes sanes dialoguen amb les cèl·lules tumorals) es pot observar si les sanes es fan “còmplices” o no de les tumorals. D’aquesta manera, observant la seva evolució, dinàmica i comportament, es poden obtenir models relativament simples que permeten estudiar quelcom molt complex.
Un avantatge addicional d’aquests models 3D és que no es fan servir animals d’investigació per a l’estudi, ja que el millor model per a humans foren les cèl·lules organitzades en mini-teixits dels mateixos humans.
Aquest estudi obrirà noves portes a possibles tractaments anti-càncer innovadors, on es puguin obtenir teràpies que no produeixin tants efectes adversos al pacient i augmentin de forma efectiva la seva possibilitat de cura.
Cèl·lules tumorals injectades en un hidrogel i el seu progres de creixement en el temps.