Investigadores españoles han desarrollado un modelo de cáncer de colon en un chip que permite estudiar en laboratorio cómo responde un tejido tumoral a distintos tratamientos. El sistema combina pequeños organoides creados a partir de biopsias humanas con un dispositivo microfluídico que reproduce un entorno dinámico y controlado. En el futuro, esta tecnología podría ayudar a seleccionar terapias más ajustadas a las características de cada paciente.
El avance ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital Clínico San Carlos (IdISSC). Los científicos consiguieron cultivar dentro del chip tanto tejido tumoral como tejido no tumoral próximo al cáncer y observar en tiempo real qué ocurre al administrarle distintos fármacos. La plataforma busca superar algunas limitaciones de los cultivos celulares tradicionales y crear modelos que se parezcan más al entorno real de un tumor, con la vista puesta en una medicina oncológica cada vez más personalizada.
Tumor en miniatura
Los organoides son estructuras tridimensionales creadas a partir de células de un tejido humano que conservan algunas de sus características. En este caso, los investigadores los obtuvieron de biopsias de cáncer colorrectal y de tejido sano situado cerca del tumor.
Las concentraciones más altas produjeron una mayor disminución de la proliferación celular, mientras que el sistema permitió observar y medir la respuesta del tejido durante el tratamiento.
Después los introdujeron en un pequeño dispositivo con canales microscópicos por los que circula continuamente el medio de cultivo. Ese flujo permite renovar nutrientes, eliminar residuos y administrar medicamentos de manera controlada, reproduciendo algunas condiciones que los cultivos convencionales en placas no pueden imitar.
“Los organoides permiten trabajar con una estructura tridimensional más próxima a la organización de los tejidos humanos”, explica Miguel Holgado, investigador de la UPM y el IdISSC. Incorporarlos a un sistema Organ-on-a-Chip permite además controlar dinámicamente el entorno en el que crece el tejido.
El equipo comprobó que los organoides mantenían dentro del chip una viabilidad y una estructura comparables a las observadas en los cultivos tradicionales, demostrando que podían mantenerse de forma estable bajo un flujo continuo de nutrientes.
Un cáncer de colon en un chip permite estudiar cómo responde cada tumor a la quimioterapia
Probar tratamientos
Para poner a prueba el sistema, los investigadores administraron diferentes concentraciones de 5-fluorouracilo y oxaliplatino, dos medicamentos utilizados habitualmente frente al cáncer colorrectal. Después analizaron cómo cambiaban el crecimiento, la estructura y la proliferación de las células.
Las concentraciones más altas produjeron una mayor disminución de la proliferación celular, mientras que el sistema permitió observar y medir la respuesta del tejido durante el tratamiento. Esa capacidad podría utilizarse en el futuro para comparar diferentes terapias antes de administrárselas al paciente y descartar aquellas con menos posibilidades de resultar eficaces.
Por ahora, sin embargo, se trata de una prueba de concepto realizada con una muestra limitada. Los propios investigadores señalan que será necesario trabajar con más pacientes y realizar nuevas validaciones antes de que la plataforma pueda servir para orientar decisiones clínicas personalizadas.
El proyecto ha dado además lugar a una nueva Unidad de Tecnologías en Organoides y Modelos Organ-on-a-Chip creada por el IdISSC y la UPM. La infraestructura ofrecerá apoyo a hospitales, universidades, centros de investigación y empresas para desarrollar modelos tridimensionales, probar fármacos y estudiar enfermedades con tejidos derivados de pacientes. Un nuevo paso para acercar el laboratorio a una medicina cada vez más adaptada a cada tumor.
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