La película "Avatar" no es la única superproducción en 3D que está causando sensación este invierno. Un equipo de científicos de Houston dio a conocer esta semana una nueva técnica para cultivar cultivos de células 3-D, un salto tecnológico desde la placa de Petri plana que podría ahorrar millones de dólares en costos de pruebas de drogas. La investigación se informa en Nanotecnología de la naturaleza .

La técnica tridimensional es bastante fácil de configurar de inmediato para la mayoría de los laboratorios. Utiliza fuerzas magnéticas para levitar las células mientras se dividen y crecen. En comparación con los cultivos celulares cultivados en superficies planas, los cultivos de células 3-D tienden a formar tejidos que se parecen más a los del interior del cuerpo.

"Hay un gran impulso en este momento para encontrar formas de hacer crecer células en 3-D porque el cuerpo es 3-D, y se espera que los cultivos que se asemejen más al tejido nativo proporcionen mejores resultados para las pruebas preclínicas de drogas, "dijo el coautor del estudio, Tom Killian, Doctor., profesor asociado de física en Rice University. "Si pudiera mejorar la precisión de las primeras pruebas de detección de drogas en solo un 10 por ciento, se estima que podría ahorrar hasta $ 100 millones por medicamento ".

Para la investigación del cáncer, el "andamio invisible" creado por el campo magnético va más allá de su potencial para producir cultivos celulares que recuerdan más a los tumores reales, lo que en sí mismo sería un avance importante, dijo el coautor Wadih Arap, MARYLAND., Doctor., profesor en el Centro David H. Koch del Centro Oncológico M.D. Anderson de la Universidad de Texas.

Para hacer que las células leviten, el equipo de investigación modificó una combinación de nanopartículas de oro y diseñó partículas virales llamadas "fagos" que se desarrolló en el laboratorio de Arap y Renata Pasqualini, Doctor., también del Koch Center. Este "nanoshuttle" dirigido puede entregar cargas útiles a órganos o tejidos específicos.

"Un próximo paso lógico para nosotros será utilizar esta propiedad magnética adicional de manera específica para explorar posibles aplicaciones en la obtención de imágenes y el tratamiento de tumores". "Dijo Arap.

El modelado 3D plantea otra posibilidad interesante a largo plazo. "Este es un paso hacia la construcción de mejores modelos de órganos en el laboratorio, "Dijo Pasqualini.

La nueva técnica es un ejemplo de la innovación que puede resultar cuando se reúnen expertos de campos dispares. Killian estudia los átomos ultrafríos y utiliza campos magnéticos finamente ajustados para manipularlos. Había estado trabajando con el bioingeniero de Rice, Robert Raphael, Doctor., durante varios años sobre métodos para utilizar campos magnéticos para manipular células. Entonces, cuando el amigo de Killian, Glauco Souza, Doctor., luego un erudito de la odisea estudiando con Arap y Pasqualini, mencionó que estaba desarrollando un gel que podría cargar células cancerosas con nanopartículas magnéticas, condujo a una nueva idea.

"Nos preguntamos si podríamos usar campos magnéticos para manipular las células después de que mis geles les pusieran nanopartículas magnéticas, "dijo Souza, quien dejó M.D. Anderson en 2009 para cofundar Nano3D Biosciences (www.n3dbio.com), una startup que posteriormente obtuvo la licencia de la tecnología de Rice y M.D. Anderson.

Las nanopartículas en este caso son pequeños trozos de óxido de hierro. Estos se agregan a un gel que contiene fagos. Cuando se agregan células al gel, el fago hace que las partículas sean absorbidas por las células durante unas pocas horas. Luego, el gel se lava, y las células cargadas de nanopartículas se colocan en una placa de Petri llena de un líquido que promueve el crecimiento y la división celular.

En el nuevo estudio, los investigadores demostraron que al colocar un imán del tamaño de una moneda encima de la tapa del plato, podrían levantar las celdas del fondo del plato, concéntrelos y déjelos crecer y dividirse mientras están suspendidos en el líquido.

Se realizó un experimento clave en colaboración con Jennifer Molina, estudiante de posgrado en el laboratorio de Maria-Magdalena Georgescu, Doctor., profesor asociado en el Departamento de Neuro-Oncología del M.D. Anderson, en el que se utilizó la técnica en células tumorales cerebrales llamadas glioblastomas. Los resultados mostraron que las células cultivadas en el medio 3-D producían proteínas similares a las producidas por los tumores de gliobastoma en ratones. mientras que las células cultivadas en 2-D no mostraron esta similitud.

Souza dijo que Nano3D Biosciences está realizando pruebas adicionales para comparar cómo se compara el nuevo método con los métodos existentes de cultivo de cultivos de células 3-D. Dijo que tiene la esperanza de que proporcione resultados igualmente buenos, si no mejor, que las técnicas de larga data que utilizan andamios 3-D.

Rafael un coautor de un artículo, profesor asociado de bioingeniería y miembro de Rice's BioScience Research Collaborative, dijo, "La belleza de este método es que permite que las interacciones célula-célula naturales impulsen el ensamblaje de estructuras de microtisidos 3-D. El método es bastante simple y debería ser un buen punto de entrada en el cultivo de células 3-D para cualquier laboratorio que esté interesado en descubrimiento de medicamento, biología de células madre, medicina regenerativa o biotecnología ".