La bioingeniería contribuye a nuevos avances contra el cáncer infantil

El IBEC contribuye a elucidar cómo afecta la rigidez de la matriz extracelular tumoral a la agresividad del neuroblastoma, un tumor cancerígeno que afecta principalmente a niños. El trabajo realizado plantea la posibilidad de generar tanto modelos más precisos para predecir el desarrollo tumoral en los pacientes como nuevas estrategias terapéuticas.

El neuroblastoma es el tumor maligno más frecuente en el primer año de vida. Se origina por culpa de una mutación genética a partir de células nerviosas inmaduras (neuroblastos) que el feto produce como parte de su proceso de desarrollo.

Read more…

Su aparición es más frecuente en las glándulas suprarrenales y alrededor de ellas, pero también puede presentarse en otras áreas del abdomen y en el tórax, el cuello y cerca de la columna vertebral.

Ahora, Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), el Instituto de Investigación Sanitaria INCLIVA y el Hospital Clínico de Valencia han dado un paso más para comprender cómo evolucionan estos tumores y poder encontrar posibles soluciones para este tipo de cáncer. En concreto, los expertos han descubierto cómo afecta la rigidez de la matriz extracelular tumoral a la agresividad del neuroblastoma.

El hallazgo se recoge en un estudio publicado este mes de abril en la revista Scientific Reports que firman un grupo de expertos entre los que se encuentra Josep Samitier, director del IBEC y responsable del Grupo de Nanobioingeniería del Instituto y profesor de la Universitat de Barcelona (UB).

Estudios anteriores ya indicaban que la cantidad y disposición de los distintos elementos del microambiente tumoral podrían asociarse con la agresividad del neuroblastoma modificando su rigidez. Estos trabajos sugerían que las matrices extracelulares más rígidas generan un comportamiento tumoral más agresivo, lo que motivó a los autores del trabajo publicado ahora a enfocar la nueva investigación abordando la rigidez de la matriz de forma sencilla y genérica.

Para la elaboración del estudio, los investigadores se sirvieron de un modelo tridimensional obtenido a través de la impresión 3D capaz de generar diferentes niveles de rigidez para recrear versiones simplificadas de tumores. Gracias a esta nueva tecnología los expertos pudieron advertir cómo las propiedades biomecánicas de la matriz extracelular tumoral afectaban a la evolución del neuroblastoma.

En primer lugar, los investigadores desarrollaron patrones de hidrogeles con tres rigideces distintas que modulaban, incrementando o disminuyendo, la cantidad de un compuesto llamado alginato metacrilado. Luego cultivaron células neuroblásticas agresivas en estos modelos y, finalmente, estudiaron su comportamiento a lo largo del tiempo.

Los resultados del trabajo ponen de manifiesto que las matrices más rígidas favorecen la adaptación y el crecimiento de las células más agresivas con el tiempo, lo que corrobora que la rigidez de la membrana extracelular tumoral juega un papel clave en el desarrollo del tumor. Además, esto abre la puerta a futuros ensayos terapéuticos dirigidos a bloquear la interacción celular con los componentes que confieren rigidez a la matriz extracelular tumoral.

El trabajo publicado ahora forma parte de una investigación mucho más extensa durante la que los investigadores irán aumentando la complejidad de los modelos. Así, por ejemplo, está previsto que los expertos vayan introduciendo el cultivo mixto de células tumorales con otras estromales -células no tumorales que conforman el estroma o tejido estructural alrededor de las células tumorales-, y añadan también nuevos componentes de la matriz extracelular a los distintos modelos para obtener patrones característicos de la matriz asociados a determinados comportamientos celulares.

En el artículo han participado investigadores de los grupos de la Profesora Rosa Noguera y del Profesor Josep Samitier como parte de uno de los tres proyectos colaborativos entre el CIBERONC y el CIBER-BBN que se pusieron en marcha en 2018. Además, ha contribuido a la elaboración del estudio el investigador Ezequiel Monferrer, que cuenta con una Ayuda predoctoral de la Sede Provincial de Valencia de la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC). Este proyecto ha sido financiado por el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y la Asociación Nen (Nico contra el cáncer infantil).


Artículo de referencia: 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