Los ingenieros de Purdue construyeron una "máquina del tiempo, "o dispositivo de microfluidos para el tumor de páncreas, que simula el crecimiento tumoral a lo largo del tiempo. Crédito:Universidad Purdue / Jared Pike
Muchos pacientes con cáncer de páncreas tienen solo un 10% de probabilidades de sobrevivir dentro de los cinco años posteriores al diagnóstico porque tienden a volverse resistentes a la quimioterapia. los estudios anteriores han indicado.
Una "máquina del tiempo" que los ingenieros de la Universidad de Purdue diseñaron para observar el comportamiento del cáncer de páncreas a lo largo del tiempo sugiere un nuevo enfoque de prueba de fármacos que podría ayudar a los científicos a detectar mejor la resistencia.
Los investigadores encontraron que probar medicamentos potenciales en múltiples subtipos de células tumorales, en lugar de solo en un subtipo celular, puede revelar la resistencia a los medicamentos que puede ocurrir debido a la forma en que los diferentes subtipos de cáncer interactúan entre sí.
El estudio fue publicado recientemente en la revista Royal Society of Chemistry. Laboratorio en un chip .
"El proceso de detección y descubrimiento de fármacos ha utilizado un subtipo de células cancerosas y ha estudiado cómo interactúa con las células vecinas no cancerosas, pero esto puede sobrestimar la eficacia de la droga, "dijo Bumsoo Han, profesor de Purdue de ingeniería mecánica y líder de programa del Purdue Center for Cancer Research. Han tiene una cita de cortesía en ingeniería biomédica.
"Al condensar el tiempo para observar cómo las células cancerosas interactúan dentro de un tumor pancreático, Descubrimos que un subtipo de células cancerosas no solo puede ser más resistente a los medicamentos que los demás, pero las células sensibles a los fármacos también pueden volverse resistentes a través de la interacción entre los subtipos ".
La "máquina del tiempo" es un tipo de herramienta de laboratorio llamada dispositivo de microfluidos. Estos dispositivos son plataformas del tamaño de una tira de chicle, como un chip o un tobogán, donde las células cancerosas se pueden cultivar en canales de menos de un milímetro de diámetro. Las células luego crecen en un entorno realista en la plataforma, como en un tubo de colágeno que el laboratorio de Han creó para imitar el conducto pancreático.
Los dispositivos de microfluidos están comenzando a ser más comunes en el proceso de desarrollo de fármacos porque permiten a los científicos probar fármacos en simulaciones realistas de un sistema biológico utilizando muestras de tejido reales. pero en una escala de tiempo más rápida que en modelos animales.
Esta ilustración muestra células cancerosas, cada tipo de celda representado por un color diferente, interactuando en los canales de una estructura que imita el conducto pancreático. Crédito:Universidad Purdue / Hye-ran Moon y Altug Ozcelikkale
El grupo de Han descubrió que alrededor del 25% de las publicaciones de investigación de 2019 indexadas por PubMed, una base de datos de literatura biomédica, había utilizado dispositivos de microfluidos como modelos para estudiar tumores de animales o pacientes.
Pero la mayoría de los dispositivos de microfluidos solo muestran un crecimiento tumoral en etapa tardía. Con el dispositivo de Han, los científicos pueden cargar líneas celulares de un modelo animal o de un paciente antes de que ocurra la mutación genética, permitiéndoles ver todas las etapas de la progresión del tumor.
Si bien los hallazgos realizados con dispositivos de microfluidos deben validarse en humanos antes de ponerlos en práctica clínica, aún pueden acortar el proceso de desarrollo de fármacos ofreciendo nuevos enfoques de investigación.
Los hallazgos del dispositivo de Han destacan la necesidad de estudiar las interacciones entre las células cancerosas.
"No se han realizado muchas investigaciones sobre qué tipo de interacción ocurre dentro de los tumores, por lo que esos mecanismos de resistencia a los medicamentos se han pasado por alto, "Dijo Han.
Estos hallazgos ya están informando el desarrollo de nuevos compuestos farmacológicos.
Zhong-Yin Zhang, el director del Purdue Institute for Drug Discovery, está utilizando el dispositivo de microfluidos de Han para probar un compuesto destinado a bloquear un proceso oncogénico que el laboratorio de Zhang ha identificado previamente como que juega un papel en el desarrollo del cáncer.
El dispositivo permite al equipo de Zhang evaluar el compuesto no solo específicamente para el cáncer de páncreas, pero también en múltiples subtipos de células cancerosas.
"Lo bueno de este dispositivo es que no tenemos que usar tanto compuesto para ver qué tan bien funciona, "dijo Zhang, quien también es un profesor distinguido de química médica en el Departamento de Química Médica y Farmacología Molecular y el Departamento de Química de Purdue.
