Tumor impreso en 3D: el "santo grial" de la investigación contra el cáncer que desplazará a las biopsias

La tecnología avanza. Cada año aparecen nuevos y excitantes descubrimientos aplicables al campo de la medicina. Entre las últimas revoluciones podemos mencionar la llegada de los robots a los quirófanos, la nanotecnología o el uso de Inteligencia Artificial para generar modelos de predicción capaces de detectar con rapidez qué afección padece un paciente.

En el caso del cáncer la investigación es muy importante. Más si cabe cuando tenemos en cuenta que el número de menores de 50 años diagnosticados con una enfermedad oncológica en todo el mundo ha aumentado casi un 80% en 30 años, según un estudio publicado hace unos días en BMJ Oncology.

Ahora, un nuevo y prometedor trabajo sale a luz. Un equipo internacional de investigadores interdisciplinarios ha creado con éxito un método con el que pretender desplazar a las costosas biopsias. El hallazgo, dicen, dará un empujón importante a la investigación contra el cáncer.

Se trata de un pionero modelo tumoral impreso en 3D que, según los hallazgos publicados en la revistaNature, permitirá "un tratamiento del cáncer más rápido, menos costoso y menos doloroso" de cánceres complejos. En esencia, esta tecnología permite crear réplicas de un tumor maligno en 3D y probar tratamientos hasta dar con el que funcione.

Tradicionalmente, los médicos hacían una biopsia del tumor de un paciente, extraían células y luego las cultivaban en placas de Petri planas en un laboratorio. "Durante cincuenta años, así era como los biólogos entendían los tumores", explica Nafiseh Moghimi, investigadora postdoctoral en matemáticas aplicadas y autora principal del estudio.

"Pero hace una década, los repetidos fracasos de los tratamientos en ensayos con humanos hicieron que los científicos se dieran cuenta de que un modelo 2D no capta la estructura tumoral real dentro del cuerpo", explica. La investigación del equipo aborda este problema creando un modelo en 3D que no sólo refleja la complejidad de un tumor, sino que también simula el entorno que lo rodea.

Para desarrollarlo, el equipo de la Universidad de Waterloo combinó técnicas punteras de bioimpresión con estructuras sintéticas o chips microfluídicos. El método ayudará a los investigadores de laboratorio a comprender con mayor precisión los tumores heterogéneos: tumores con más de un tipo de célula cancerosa, a menudo dispersas en patrones impredecibles.

La investigación, que se llevó a cabo en el Laboratorio de Medicina Matemática bajo la supervisión del profesor de matemáticas aplicadas Mohammad Kohandel, aunó avances de varias disciplinas. "Estamos creando algo que es muy, muy nuevo en Canadá. Quizá sólo un par de laboratorios estén haciendo algo parecido a esta investigación", afirma Moghimi. Perseguir el "santo grial" de la modelización.

En primer lugar, el equipo creó "chips microfluídicos" de polímero: diminutas estructuras grabadas con canales que imitan el flujo sanguíneo y otros fluidos que rodean el tumor de un paciente. A continuación, cultivaron varios tipos de células cancerosas y las suspendieron en su propia biotinta personalizada: un cóctel de gelatina, alginato y otros nutrientes diseñado para mantener vivos los cultivos celulares.

Por último, utilizaron una bioimpresora (un dispositivo parecido a una impresora 3D pero para material orgánico) para colocar por capas los distintos tipos de células cancerosas en los chips microfluídicos preparados.

Nueva esperanza para el cáncer de mama

El resultado es un modelo vivo y tridimensional de cánceres complejos que los científicos pueden utilizar para probar distintos modos de tratamiento, como diversos fármacos quimioterapéuticos. Moghimi y su equipo están especialmente interesados en crear modelos complejos de cáncer de mama. Después del cáncer de piel, el de mama es el más frecuente entre las mujeres.

El cáncer de mama es especialmente difícil de tratar porque, cuando hace metástasis, aparece en forma de tumores complejos que contienen múltiples tipos de células. Confiar en las células de una o dos biopsias para representar con exactitud un tumor completo puede dar lugar a planes de tratamiento ineficaces y malos resultados.

Los modelos tumorales impresos en 3D ejemplifican cómo las nuevas tecnologías permiten tratamientos más rápidos, menos costosos y menos dolorosos para enfermedades graves como el cáncer de mama en fase avanzada, según el estudio.