Se ha demostrado que una nueva tecnología que simula tumores funciona tan bien como animales de investigación en la prueba de fármacos de quimioterapia. que representa una herramienta potencial para la detección de medicamentos antes de tratar a un paciente.

Un objetivo a largo plazo es incorporar células cancerosas obtenidas mediante biopsia de pacientes y probar la eficacia de diferentes fármacos en las células derivadas del paciente. dijo Bumsoo Han, profesor de ingeniería mecánica y biomédica de la Universidad de Purdue.

"Hay muchos tipos diferentes de medicamentos de quimioterapia, para que los médicos puedan delimitar cuáles son más eficaces que otros, ", dijo." La administración exitosa de medicamentos y la superación de la resistencia a los medicamentos son los principales desafíos clínicos para la gestión y el tratamiento del cáncer. Para abordar este problema, desarrollamos el microambiente tumoral en chip (T-MOC) ".

El dispositivo mide aproximadamente 4.5 centímetros (1.8 pulgadas) cuadrados y contiene canales "microfluídicos" donde las células cancerosas se cultivan dentro de una matriz extracelular tridimensional. "un material similar a un andamio que se encuentra entre las células del tejido vivo. Los experimentos también incorporan" líquido intersticial, "que se encuentra dentro de los tumores y se cree que es una barrera para la administración de fármacos.

Una herramienta de este tipo podría utilizarse para "medicina de precisión, "en el que el tratamiento farmacológico se adapta a pacientes individuales y ciertos tipos de cáncer. La resistencia a los medicamentos y varios subtipos de tumores representan cuellos de botella críticos para una quimioterapia eficaz. Las células cancerosas producen proteínas resistentes a múltiples medicamentos que bombean los medicamentos contra el cáncer fuera de las células, ayudándoles a sobrevivir al tratamiento de quimioterapia.

La investigación tiene como objetivo desarrollar una plataforma de detección de fármacos para imitar estos mecanismos de resistencia a múltiples fármacos, así como para validar los hallazgos contra el estándar de oro actual, investigación con animales pequeños, Dijo Han.

Los nuevos hallazgos de la investigación se detallaron en un artículo que se publicará en noviembre en el Diario de liberación controlada . El autor principal del artículo es el asociado de investigación postdoctoral de Purdue, Altug Ozcelikkale.

Los investigadores utilizaron la doxorrubicina, un fármaco de quimioterapia común, y también probaron la diferencia entre la doxorrubicina en forma convencional y una formulación de administración de fármacos de nanopartículas.

El artículo fue coautor de investigadores afiliados a la Escuela de Ingeniería Mecánica de Purdue, Departamento de Patología Comparada, Centro de Investigación del Cáncer, Escuela de Ingeniería Biomédica de Weldon y Centro de Nanotecnología Birck; El Departamento de Farmacología y Toxicología de la Universidad de Indiana; y el Instituto de Investigaciones Biomédicas del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea. En el resumen se incluye una lista de coautores.

Los investigadores demostraron previamente que el dispositivo T-MOC podía distinguir diferentes tipos de células cancerosas. En los nuevos hallazgos, el equipo demostró que el T-MOC funcionó tan bien como los ratones de investigación al probar la efectividad de los medicamentos contra el cáncer en dos tipos de células de cáncer de mama, llamados MCF-7 y MDA-MB-231. Es más, el mecanismo molecular de la resistencia a la doxorrubicina era consistente con el de los ratones, Dijo Han.

Los hallazgos también mostraron que el T-MOC es capaz de simular "aclaramiento plasmático, "una respuesta corporal en la que el hígado y el riñón filtran los medicamentos contra el cáncer, permitiendo que sólo una pequeña cantidad llegue al tumor.

Ambas líneas celulares cultivadas en el T-MOC mostraron una mayor resistencia a los fármacos en comparación con las células cultivadas en un cultivo estándar en placa de Petri plana. comparando los resultados con ratones y sugiriendo un resultado más real.

"Esto confirma la capacidad predictiva de T-MOC para la respuesta farmacológica in vivo, ", Dijo Han." Esta caracterización inicial de T-MOC indica su potencial transformador para probar la eficacia de los fármacos ".

El trabajo futuro ampliará la investigación a diferentes tipos de cáncer, incluidos los cánceres de páncreas y próstata.