Mapeo de la rigidez de los modelos tumorales. El rojo oscuro indica las áreas más rígidas, hacia el interior del tumor. El borde es menos rígido (amarillo-verde). Crédito:Thomas Dehoux / ILM / CNRS
Un equipo de físicos del Institut Lumière Matière (CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1), en colaboración con el Centro de Investigación del Cáncer de Lyon (CNRS / INSERM / Université Claude Bernard Lyon 1 / Centre Léon Bérard / Hospices civils de Lyon), ha demostrado el potencial de una técnica de imagen basada únicamente en las propiedades físicas de los tumores. Puede diferenciar poblaciones de células malignas y controlar la eficacia de un tratamiento contra el cáncer. Estos resultados, publicado en Cartas de revisión física el 8 de enero 2019, debe ayudar en el diseño de nuevas moléculas terapéuticas y en la personalización de los tratamientos.
A pesar de tener un buen conocimiento de la biología del cáncer, El 90 por ciento de los medicamentos experimentales fracasan durante los ensayos clínicos. Los investigadores también sospechan que las propiedades mecánicas de los tumores influyen en la progresión de la enfermedad y la eficacia del tratamiento. Aunque podemos evaluar la elasticidad tumoral a nivel mundial, Es más difícil medir la rigidez local en profundidad y ver si el núcleo del tumor resiste la penetración de líquidos terapéuticos. Para probar estas propiedades físicas, los investigadores utilizaron una técnica de imágenes sin contacto que no requiere el uso de agentes de contraste, y por lo tanto no altera la función de los tejidos, explotando las vibraciones infinitesimales naturales de la materia.
Para recapitular el comportamiento de los tumores colorrectales in vitro, los investigadores crearon organoides, esferas de 0,3 mm de diámetro formadas por la agregación de células tumorales. Enfocaron un rayo láser rojo sobre estos objetos. Las vibraciones infinitesimales de la muestra, generado por agitación térmica, modificar muy levemente el color del haz de luz que sale de la muestra. Analizando esta luz, Se crea un mapa de las propiedades mecánicas de los tumores modelo. Cuanto más rígida sea el área escaneada por el láser, cuanto más rápidas son las vibraciones, y, de una manera comparable al efecto Doppler, cuanto mayor sea el cambio de color.
Se coloca una placa de pocillos múltiples donde cada pocillo contiene tejido tumoral en un microscopio invertido mantenido a 37 ° C. Un rayo láser se enfoca en un área del tumor, luego se trasladó para lograr un mapeo. La luz difusa es recogida por la lente del microscopio y analizada en un interferómetro para detectar variaciones de longitud de onda (en otras palabras, Variaciones de "color"). Crédito:Jérémie Margueritat / ILM / CNRS
A partir de organoides compuestos por dos líneas celulares con diferentes neoplasias, los investigadores han demostrado que podían distinguir los dos tipos de células a partir de sus propiedades mecánicas. Dicha información es crucial porque puede permitir que se refine el diagnóstico a partir del análisis de biopsia y ofrecer una mejor evaluación del grado del tumor. Las variaciones locales en las propiedades mecánicas después de un tratamiento farmacológico también se han monitoreado usando esta técnica:el centro del tumor permanece rígido por más tiempo que el borde, demostrando el gradiente de eficacia del tratamiento. Por lo tanto, la medición local de las propiedades mecánicas podría confirmar la destrucción total del tumor y ayudar a elegir una dosis de tratamiento y una duración lo más bajas posible.
Este enfoque permite explorar el impacto de las propiedades mecánicas en la respuesta terapéutica. Debería conducir a modelos de tumores in vitro más predictivos para probar nuevas moléculas terapéuticas y para terapias combinadas. que actúan por ejemplo sobre la rigidez del tejido para acelerar la penetración de moléculas activas en el centro del tumor. También podría proporcionar nuevos indicadores para guiar a los médicos en la personalización de las terapias.
