Desarrollan un modelo 3D que permite el estudio in vitro del microambiente tumoral evidenciando su influencia en la progresión del cáncer de pulmón

Crecimiento acinar de células tumorales en el modelo 3D de microambiente tumoral en hidrogeles de red interpenetrante.
CIBERONC | lunes, 23 de abril de 2018

Investigadores del CIBERONC en el Instituto de Investigación Sanitaria de Santiago de Compostela (IDIS), del grupo liderado por Rafael López, en colaboración con el laboratorio de David J. Mooney (Universidad de Harvard), han desarrollado un modelo tridimensional (3D) para mimetizar el microambiente tumoral con el fin de identificar y estudiar las interacciones tumor-microambiente, evaluando su influencia en la progresión del cáncer de pulmón. Este modelo ha permitido describir cómo los macrófagos infiltrados en el tumor y la rigidez de la matriz extracelular influyen en el proceso de diseminación y metástasis en este tipo de neoplasias.

Estudio del microambiente tumoral

El crecimiento del tumor y la formación de metástasis implican la alteración y reclutamiento de células no malignas en el tumor primario, entre ellas las células inmunes, constituyendo el microambiente tumoral. En este escenario complejo, la matriz extracelular juega asimismo un papel importante, dado que aloja múltiples señales bioquímicas y mecánicas que modulan la progresión del tumor. Por ello, el desarrollo de modelos in vitro que representen esta situación y permitan el estudio del microambiente tumoral, así como la traslación de investigación básica a la clínica, es un desafío cada vez más importante.

En este sentido, el desarrollo de modelos tridimensionales que simulan el microambiente tumoral, explorando su potencial como herramienta in vitro para la evaluación de terapias antitumorales convencionales y dirigidas, es una de las líneas de investigación que dirige María de la Fuente en la Unidad de Nano-Oncología que se integra dentro del grupo de investigación del CIBERONC que lidera Rafael López.

Interacciones tumor-microambiente en el cáncer de pulmón

El principal objetivo de esta nueva investigación, que ha sido publicada en la prestigiosa revista internacional Biofabrication bajo el título “Matrix stiffness and tumor-associated macrophages modulate epithelial to mesenchymal transition of human adenocarcinoma cells”, se centró en el desarrollo de un modelo tridimensional (3D) para mimetizar el microambiente tumoral, con el fin de identificar y estudiar las interacciones tumor-microambiente, evaluando su influencia en la progresión e invasión tumoral. Para hacer esto, los investigadores desarrollaron un modelo celular 3D in vitro de un tumor de cáncer de pulmón en un hidrogel de red interpenetrante (IPN).

Esto les permitió describir cómo los macrófagos infiltrados en el tumor y la rigidez de la matriz extracelular influyen en el proceso de diseminación y metástasis en cáncer de pulmón. “Este modelo de cultivo tridimensional nos ha permitido demostrar que los cambios en la rigidez de la matriz contribuyen al fenotipo invasivo de las células tumorales”, explica Marta Alonso, investigadora de CIBERONC y primera firmante del artículo. “Además, existe un efecto combinado entre los factores secretados por macrófagos de distintos fenotipos (normales y asociados al tumor) y la rigidez la matriz, para modular el potencial invasivo de las células tumorales”, añade. Los resultados obtenidos muestran también que las células tumorales “son capaces de modificar a los macrófagos normales induciendo un fenotipo asociado al tumor”

Modelos de microambiente tumoral, claves para desarrollar nuevas terapias

En conjunto, “estos resultados proporcionan conocimientos clave sobre el microambiente tumoral, en el que tanto los factores celulares como mecánicos contribuyen a crear un entorno favorable para la progresión tumoral y la metástasis”, concluye la investigadora. Además, “sugieren que el desarrollo de modelos complejos de microambiente tumoral es de crucial importancia para el futuro diseño y optimización de nuevas terapias antitumorales particularmente dirigidas a interferir la diseminación del cáncer”.

La investigación ha sido financiada por la Fundación Barrié, la Universidad de Harvard y el Grupo Oncomet.

 Referencia del artículo:

Alonso-Nocelo M, Raimondo TM, Vining KH, López-López R, de la Fuente M, Mooney DJ. Matrix stiffness and tumor-associated macrophages modulate epithelial to mesenchymal transition of human adenocarcinoma cells. Biofabrication. 2018 Mar 28;10(3):035004. doi: 10.1088/1758-5090/aaafbc.