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Desarrollan un dispositivo de cultivo de los tumores en 3D que permite comprender mejor su funcionamiento

La reproducción controlada de todos los procesos del entorno tumoral que se consigue con este desarrollo podría ayudar a encontrar nuevos tratamientos más efectivos En el proyecto participan investigadores del Instituto Universitario de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) y del Instituto de Investigación Sanitaria Aragón (IIS Aragón), la Universidad Miguel Hernández y el CIBER-BBN

(Zaragoza, martes, 15 de noviembre de 2016). Investigadores españoles han desarrollado un sofisticado dispositivo microfluídico capaz de reproducir in vitro y en 3 dimensiones la complejidad de diferentes tipos tumorales. Dicho dispositivo permite que las células tumorales crezcan en un entorno 3D dónde los nutrientes y el oxígeno son suministrados de forma controlada a través de unos pequeños capilares, imitando así a los propios vasos sanguíneos del organismo.
 
Gracias a esta nueva tecnología, es ahora posible reproducir de manera controlada todos los procesos del entorno tumoral, lo que podría ayudar a desarrollar nuevos tratamientos y combinaciones de fármacos que sean más efectivos para el tratamiento de estos tumores.
 
En este estudio, publicado en Scientific Reports, han participado investigadores del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (Grupo de Mecánica Aplicada y Bioingeniería-AMB del I3A) de la Universidad de Zaragoza, en colaboración con el Grupo de Neuroingeniería Biomédica de la Universidad Miguel Hernández (NBIO), ambos pertenecientes al Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), del grupo de Mecánica Estructural y Modelado de Materiales junto con el grupo de Inmunidad y Cáncer del Instituto de Investigación Sanitaria Aragón (IIS Aragón), el Instituto de Tecnología Química de Valencia (ITQ-CSIC) y un equipo de la Universidad de Huddersfield (Reino Unido).
 
La importancia del entorno tridimensional de los tumores
Los tumores son sistemas muy complejos y su evolución depende no solo de las células tumorales sino también del entorno tridimensional que las rodea y de su interacción con otros tipos celulares. A menudo la proliferación incontrolada de las células tumorales genera una severa falta de nutrientes y oxígeno en el microentorno del tumor.
 
Por lo tanto, las células tumorales se ven obligadas a crecer en un ambiente muy particular y diferente al del resto del organismo, lo que les obliga a adaptarse y desarrollar mecanismos de resistencia frente a esta situación que pueden afectar de forma muy importante a los fármacos que empleamos para su tratamiento.
 
En este contexto, la mayor parte de las investigaciones contra estos tumores se realizan en placas bidimensionales, que no permiten reproducir el entorno real de estos tumores dentro del cuerpo humano. Esto podría explicar por qué muchos tratamientos experimentales, que aparentemente muestran un gran potencial contra estos tumores durante la fase experimental en laboratorio, luego no son capaces de conseguir los mismos resultados en modelos animales reales o en pacientes.
 
Esta nueva plataforma de cultivos 3D permite observar directamente cómo el metabolismo tumoral lleva al agotamiento progresivo de los nutrientes y el oxígeno, generando la aparición de distintas zonas dentro del tumor. En este entorno hostil, las células tumorales adaptan su velocidad de proliferación en función de la cantidad de alimento de la que disponen para poder sobrevivir.
 
La reproducción controlada de todos los procesos del entorno tumoral que posibilita esta nueva tecnología podría ayudar a desarrollar nuevos tratamientos y combinaciones de fármacos que sean más efectivos para el tratamiento de estos tumores. Sin embargo, aunque los resultados preliminares son muy prometedores, todos los investigadores implicados advierten que todavía queda mucho trabajo por hacer.
 
Sobre el CIBER-BBN
El Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER) es un consorcio dependiente del Instituto de Salud Carlos III (Ministerio de Economía, Industria y Competitividad) y cofinanciado con fondos FEDER. El CIBER en su Área Temática de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) está formado por 46 grupos de investigación, seleccionados sobre la base de su excelencia científica, que trabajan principalmente dentro de tres programas científicos: Bioingeniería e Imagen biomédica, Biomateriales e Ingeniería Tisular y Nanomedicina. Su investigación está orientada tanto al desarrollo de sistemas de prevención, diagnóstico y seguimiento como a tecnologías relacionadas con terapias específicas como medicina regenerativa y nanoterapias. El CIBER-BBN viene desarrollando su labor desde 2007 prestando apoyo, formación, infraestructuras y recursos a los investigadores y colaborando así al fomento de la investigación científica en nuestro país.
 
Artículo de referencia:
Development and characterization of a microfluidic model of the tumour microenvironment. Jose M. Ayuso (I3A-IISAragón), María Virumbrales-Muñoz (I3A-IISAragón), Alodia Lacueva (I3A-IISAragón), Pilar M. Lanuza (IISAragón), Elisa Checa-Chavarria (UMH), Pablo Botella (IQValencia), Eduardo Fernández (UMH), Manuel Doblaré (I3A-IISAragón), Simon J. Allison (UH) y Roger M. Phillips (UH, Julián Pardo (ARAID en UZ- IISAragón), Luis J. Fernandez (I3A-IISAragón) e Ignacio Ochoa (I3A-IISAragón). Scientific Reports. 10.1038/srep36086