Exploran las entrañas de tumores cultivados en andamios tridimensionales inteligentes

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CIC biomaGUNE | lunes, 1 de marzo de 2021

El grupo de investigación del CIBER-BBN y el CIC biomaGUNE BioNanoPlasmonics, liderado por el profesor Ikerbasque Luis Liz Marzán, lleva ya dos años sumergido en el proyecto 4DbioSERS, orientado al estudio del cáncer, en particular del melanoma y del cáncer de mama, con el que se busca entender mejor el crecimiento y la dinámica de los tumores. Se trata de un proyecto financiado con 2,4 millones de euros por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), dentro de la convocatoria de los prestigiosos ERC Advanced Grant.

“Hemos conseguido cultivar tumores tridimensionales en unos andamios que contienen nanopartículas plasmónicas con las que podemos monitorizar los metabolitos que segrega una célula y otros indicadores como la temperatura y el pH en diferentes momentos, así como ver cómo se mueven las células dentro del tumor, con el fin de llegar a entender lo que ocurre en él a lo largo del tiempo”, explican las investigadoras del grupo Malou Henriksen y Dorleta Jimenez de Aberasturi. Henriksen es doctora en biología y se encarga del cultivo de las células con las que construyen los modelos tumorales: “Es importante dar el salto al cultivo de tumores en tres dimensiones, porque las células en la realidad no se comportan como vemos en los cultivos 2D”. En el estudio han conseguido ya diferentes composiciones celulares: “Una mezcla de células tumorales, células de otros tipos y otros componentes, como la matriz extracelular, etc.”, añade Henriksen.

Jimenez de Aberasturi, por su parte, es Ikerbasque Fellow y especialista en la producción de nanopartículas plasmónicas: “Recubrimos estas nanopartículas para que sean biocompatibles, y las funcionalizamos para poder utilizarlas como sensores y como agentes de contraste para imagen. Utilizamos la espectroscopía Raman mejorada por superficies o SERS para entender lo que ocurre en el tumor sin tocarlo. Queremos entender qué ocurre en un tumor y su evolución; las células están vivas y se mueven (también en la metástasis)”.

Satisfacción y perspectivas de futuro

Las investigadoras se muestran satisfechas con lo conseguido por este grupo multidisciplinar: “Hemos conseguido cumplir muchas de nuestras ideas iniciales, y vamos bien encaminados para finalizar el proyecto con éxito”. Hasta el momento han conseguido construir estos andamios, que sirven tanto como soporte como para detección, con una bioimpresora 3D que introduce las citadas nanopartículas plasmónicas. Además de conseguir cultivar tumores en dichos andamios mediante el cocultivo de diferentes tipos de células, “hemos conseguido medir con diferentes partículas plasmónicas diversos metabolitos —por ejemplo, metabolitos que segregan las células al morir—, y la temperatura y el pH en diferentes zonas del tumor”, explica Henriksen.

Las investigadoras miran esperanzadas el futuro: “Queremos llegar a medir más, porque los tumores son sistemas muy complejos que evolucionan con el tiempo. Hemos conseguido realizar mediciones en un momento determinado, pero nos falta introducir la variable del tiempo —afirma Jimenez de Aberasturi—; por ejemplo, queremos seguir mediante imagen el devenir de una célula y medir sus metabolitos a lo largo del tiempo”. Actualmente, en la investigación del cáncer existen muchas preguntas sin respuesta. “Si nosotros conseguimos entender bien estos modelos celulares, podremos encontrar algunas de esas respuestas; por ejemplo, todavía no se entiende por qué en la metástasis hay células que abandonan el tumor y otras no, o qué es lo que segregan dichas células cuando arranca la metástasis, etc.”, añade Henriksen.

El proyecto 4DbioSERS abre multitud de oportunidades a seguir con el estudio del cáncer, pues los investigadores tienen previsto poder realizar pruebas farmacológicas e incluso aplicar terapias fototérmicas a los tumores, para seguir avanzando en el estudio. El grupo de BioNanoPlasmonics es un grupo puntero en este ámbito, que cuenta con tecnología de última generación; gracias a la combinación de la experiencia humana en biomateriales, en imagen y en nanoplasmónica, y la tecnología con la que cuenta CIC biomaGUNE, el grupo está en la vanguardia del estudio del cáncer a nivel mundial.

*Imágenes de Beatriz Molina Martinez / CIC biomaGUNE

Izquierda: Andamio con células cancerígenas epiteliales adheridas 

Derecha: Cocultivo en 3D de células epiteliales de cáncer de mama y fibroblastos