Un modelo de vasos sanguíneos bioimpresos podría acelerar la búsqueda de tratamientos contra el gioblastoma
Un equipo de ingenieros aplica una nueva tecnología para modelar tumores cerebrales mortales
Publicado originalmente por Michael Miller el 25 de septiembre de 2024
El glioblastoma es un cáncer cerebral con un índice de supervivencia muy bajo.
La mayoría de los fármacos no pueden atravesar la barrera hematoencefálica, lo que significa que, a diferencia de otros tipos de cáncer, no hay muchas terapias disponibles para los tumores cerebrales.
Pero una tecnología de vanguardia desarrollada en la Universidad de Cincinnati pretende cambiar esta situación. Los investigadores están utilizando la bioimpresión en 3D para crear vasos sanguíneos artificiales que puedan utilizarse para probar nuevos fármacos a medida y estudiar por qué el glioblastoma es tan resistente.
«Nuestro objetivo es desarrollar modelos que puedan utilizarse para obtener nuevos conocimientos sobre el mecanismo que favorece la regeneración tumoral y la resistencia a los fármacos, lo que permitirá probar nuevas terapias», explica Riccardo Barrile, profesor adjunto de Ingeniería Biomédica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UC.
El estudio se publicó en la revista Advanced Healthcare Materials.
Órganos en un chip
«El glioblastoma es la forma más agresiva de tumor cerebral primario. Suele ser letal», explica Barrile. «Es una enfermedad terrible».
Los médicos suelen prescribir quimioterapia en combinación con la extirpación quirúrgica de los tumores y radioterapia. Pero el glioblastoma es resistente y suele volverse resistente a los fármacos con el tiempo.
«Es difícil atacar estos tumores», afirma. «Se infiltran estratégicamente en partes sanas del tejido cerebral».
Los primeros «órganos en un chip» se fabricaron hace menos de 20 años. Es un campo muy prometedor en el desarrollo de fármacos, pero está en pañales, según Barrile.
Con la tecnología estándar, los órganos en un chip pueden tardar meses en fabricarse. Pero Barrile y sus estudiantes pueden utilizar la bioimpresión 3D para crear vasos sanguíneos sintéticos personalizados mucho más rápidamente para cada paciente.
«Los moldes se generan utilizando técnicas de fabricación clásicas. Generar un prototipo puede llevar semanas o meses. Nuestro método de impresión 3D requiere sólo unas horas», explica.
Y eso abre un mundo de posibilidades de investigación y tratamiento, dijo.
La bioimpresión es una nueva frontera de la investigación y la medicina que algún día podría sustituir a los animales en las pruebas médicas. Foto/Andrew Higley/UC Marketing + Brand
Asimismo, Barrile señaló que los órganos-en-un-chip tradicionales utilizan materiales de silicio. Pero los fármacos necesarios para tratar el glioblastoma son de moléculas pequeñas, tan pequeñas que se absorben fácilmente en el silicio en lugar de en el tejido donde se necesitan.
«No estamos utilizando materiales de silicio, sino hidrogeles microfluídicos. Es una ventaja, porque los dispositivos de silicona merman la eficacia del fármaco. Las moléculas desaparecen en el armazón», explica.
Los órganos en un chip podrían eliminar algún día la necesidad de realizar pruebas médicas en animales, afirma Barrile.
Crear terapias a medida
La autora principal, Sirjana Pun, estudiante de doctorado en ingeniería biomédica en la UC, afirmó que los dispositivos de órganos en un chip tienen un gran potencial para avanzar en el desarrollo de nuevas terapias.
«Los tratamientos existentes para el glioblastoma siguen un enfoque único, que ha demostrado ser ineficaz para mejorar significativamente la supervivencia de los pacientes. Nuestro sistema puede utilizarse para crear modelos personalizados de la enfermedad, lo que permitirá probar terapias novedosas adaptadas a las necesidades únicas de cada paciente», afirmó.
«Estoy agradecida por la oportunidad de investigar en la UC en un campo que me apasiona profundamente», dijo Pun.
Colaboraron con Soma Sengupta de la Universidad de Carolina del Norte, Daniel Pomeranz Krummel de la Universidad de Carolina del Norte y Giuseppe Sciumé de la Universidad de Burdeos en Francia. También colaboraron los estudiantes de ingeniería biomédica de la UC Dalee Demaree y Anusha Prakash. El estudio contó con el apoyo de la Oficina de Investigación de la UC y del Instituto Gardner de Neurociencia de la UC.
«Me complace formar parte de esta sociedad mientras trabajamos con otros científicos del mundo académico, la industria y las agencias reguladoras para impulsar la adopción de esta tecnología con la idea a largo plazo de sustituir los modelos animales y proporcionar métodos alternativos para el ensayo de fármacos», afirmó Barrile.
Imagen superior: El profesor adjunto de la UC Riccardo Barrile estudia en su laboratorio de ingeniería biomédica la tecnología de bioimpresión para ayudar a los pacientes de cáncer. Foto/Andrew Higley/Marketing de la UC
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