La bioenginyeria contribueix a nous avenços contra el càncer infantil

L’IBEC contribueix a descobrir com afecta la rigidesa de la matriu extracel·lular tumoral a l’agressivitat del neuroblastoma, un tumor cancerós que afecta principalment als nens. L’estudi planteja la possibilitat de generar models més precisos per preveure el desenvolupament tumoral en els pacients, així com noves estratègies terapèutiques.

El neuroblastoma és el tumor maligne més freqüent en el primer any de vida. S’origina per culpa d’una mutació genètica a partir de cèl·lules nervioses immadures (neuroblasts) que el fetus produeix com a part del seu procés de desenvolupament.

Read more…

La seva aparició és més freqüent en les glàndules suprarenals i al voltant d’elles, però també pot presentar-se en altres àrees de l’abdomen i al tòrax, el coll i prop de la columna vertebral.

Ara, Investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), l’Institut d’Investigació Sanitària INCLIVA i l’Hospital Clínic de València han fet un pas més en la comprensió de com evolucionen aquests tumors, el que obre la porta a trobar noves teràpies per a tractar aquest tipus de càncer. En concret, els experts han descobert com afecta la rigidesa de la matriu extracel·lular tumoral a l’agressivitat del neuroblastoma.

El descobriment es recull en un estudi publicat aquest mes d’abril a la revista Scientific Reports que signen un grup d’experts entre els quals es troba el Professor Josep Samitier, director de l’IBEC i responsable de Grup de Nanobioenginyeria de l’Institut i professor a la Universitat de Barcelona (UB).

Estudis anteriors ja indicaven que la quantitat i disposició dels diferents elements del microambient tumoral podrien associar-se amb l’agressivitat del neuroblastoma modificant la seva rigidesa. Aquests treballs suggerien que les matrius extracel·lulars més rígides generen un comportament tumoral més agressiu, el que va motivar als autors de l’estudi publicat ara a enfocar la nova investigació abordant la rigidesa de la matriu de forma senzilla i genèrica.

Per a l’elaboració de l’estudi, els investigadors van fer servir un model tridimensional obtingut a través de la impressió 3D capaç de generar diferents nivells de rigidesa per recrear versions simplificades de tumors. Gràcies a aquesta nova tecnologia els experts van poder adonar-se de com les propietats biomecàniques de la matriu extracel·lular tumoral afectaven l’evolució del neuroblastoma.

En primer lloc, els investigadors van desenvolupar patrons d’hidrogels amb tres rigideses diferents que van aconseguir modular incrementant o disminuint la quantitat d’un compost anomenat alginat metacrilado. Després van cultivar cèl·lules neuroblàstiques agressives en aquests models i, finalment, van estudiar el seu comportament al llarg del temps.

Els resultats de l’estudi posen de manifest que les matrius més rígides afavoreixen l’adaptació i el creixement de les cèl·lules més agressives, el que corrobora que la rigidesa de la membrana extracel·lular tumoral juga un paper clau en el desenvolupament del tumor. A més, això obre la porta a futurs assajos terapèutics dirigits a bloquejar la interacció cel·lular amb els components que confereixen rigidesa a la matriu extracel·lular tumoral.

El treball publicat ara forma part d’una investigació molt més extensa durant la qual els investigadors aniran augmentant la complexitat dels models. Així, per exemple, està previst que els experts vagin introduint al cultiu mixt de cèl·lules tumorals altres d’estromals -cèl·lules no tumorals que conformen l’estroma o teixit estructural al voltant de les cèl·lules tumorals-, a part de nous components de la matriu extracel·lular, cosa que els permetrà obtenir patrons característics de la matriu associats a determinats comportaments cel·lulars.

En l’article han participat investigadors dels grups de la Professora Rosa Noguera i del Professor Josep Samitier com a part d’un dels tres projectes col·laboratius entre el CIBERONC i el CIBERBBN que es van posar en marxa el 2018. A més, ha contribuït a l’elaboració de l’estudi l’investigador Ezequiel Monferrer, que compta amb una Ajuda predoctoral de la Seu Provincial de València de l’Associació Espanyola Contra el Càncer (AECC). Aquest projecte ha estat finançat per l’Institut de Salut Carlos III (ISCIII), el Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER) i l’Associació Nen (Nico contra el càncer infantil).

Article de referència: Ezequiel Monferrer, Susana Martín-Vañó, Aitor Carretero, Andrea García-Lizarribar, Rebeca Burgos-Panadero, Samuel Navarro, Josep Samitier & Rosa Noguera A three-dimensional bioprinted model to evaluate the effect of stiffness on neuroblastoma cell cluster dynamics and behavior https://doi.org/10.1038/s41598-020-62986-w