Investigadores de la Universidad de Purdue han reproducido porciones de la mama femenina en un modelo diminuto del tamaño de una diapositiva denominado "mama en un chip" que se utilizará para probar enfoques basados en nanopartículas para la detección y el tratamiento del cáncer de mama. El modelo imita el sistema de conductos mamarios ramificados, donde comienzan la mayoría de los cánceres de mama, y servirá como un "órgano diseñado" para estudiar el uso de nanopartículas para detectar y apuntar a las células tumorales dentro de los conductos.
Sophie Lelièvre y James Leary dirigieron el equipo de investigadores que crearon el modelo de senos en un chip. Los detalles de su trabajo aparecen en la revista. Biología Integrativa .
"Sabemos que la mejor manera de detectar temprano este cáncer y tratarlo de manera efectiva sería ingresar a los conductos mamarios para evaluar y tratar las células directamente, y este es el primer paso en esa dirección, ", dijo el Dr. Lelièvre. El objetivo final de este proyecto es introducir nanopartículas magnéticas a través de aberturas en el pezón, usar un campo magnético para guiarlos a través de los conductos donde se unirían a las células cancerosas, y luego invertir el campo magnético para retraer cualquier exceso de nanopartículas. Las nanopartículas podrían llevar agentes de contraste para mejorar la mamografía, marcadores fluorescentes para guiar a los cirujanos, o agentes anticancerígenos para tratar el cáncer, Dijo el Dr. Leary.
Los médicos han intentado acceder a los conductos mamarios a través del pezón en el pasado, inyectar soluciones líquidas para tratar de eliminar las células que podrían examinarse y usarse para un diagnóstico de cáncer. Sin embargo, este abordaje solo podía llegar al primer tercio de la mama debido a la presión del líquido de los conductos, que se ramifican y se hacen cada vez más pequeños a medida que se acercan a las glándulas que producen la leche, Dijo el Dr. Leary. "La idea es que las nanopartículas con un núcleo magnético puedan flotar a través del fluido natural en los conductos y ser atraídas por un imán en lugar de ser empujadas con presión". ", dijo." Creemos que podrían llegar hasta la parte posterior de los conductos, donde se cree que se originan la mayoría de los cánceres de mama. Por supuesto, estamos sólo en las primeras etapas y es necesario realizar muchas pruebas ".
Estas pruebas no se pueden realizar con modelos estándar que hacen crecer células en una superficie plana en un plato de plástico. por lo que el equipo creó el modelo similar a un órgano artificial en el que las células vivas se alinean en una réplica tridimensional de las porciones más pequeñas de los conductos mamarios. El grupo del Dr. Leary utilizó técnicas litográficas estándar para construir un molde de canales ramificados a partir de un material similar al caucho llamado polidimetilsiloxano. Los canales tienen aproximadamente 5 milímetros de largo y varios diámetros desde 20 micrones hasta 100 micrones, aproximadamente el diámetro de un cabello humano, que coinciden con lo que se encuentra cerca del final del sistema de conductos mamarios. Luego, Dr. Lelièvre, cuyo grupo es uno de los pocos en el mundo capaz de hacer crecer con éxito las complicadas células que recubren los conductos mamarios, indujo a las células a crecer dentro del molde y comportarse como lo harían dentro de un pecho humano real.
"Las células del sistema ductal mamario tienen una organización muy específica que ha resultado difícil de obtener en un laboratorio, "Dijo el Dr. Lelièvre." Las células tienen lados diferentes, y un lado debe mirar hacia la pared del conducto y el otro debe mirar hacia el canal interior. Reproducir este comportamiento es muy difícil, y nunca antes se había logrado en una estructura artificial ".
El equipo cubrió el molde con una sustancia a base de proteínas llamada laminina 111 como base para las células que les permite adherirse al molde y comportarse como lo harían dentro del cuerpo. Dijo el Dr. Lelièvre. Y debido a que la inyección de células delicadas en los canales terminados del molde causó demasiado daño, el equipo creó una tapa removible para los canales. "El diseño de los canales en forma de U y la parte superior era necesario para que pudiéramos aplicar con éxito las celdas, pero también nos permite realizar cambios de forma rápida y sencilla para diferentes pruebas, ", explicó." Podemos introducir fácilmente cambios entre las células o insertar algunas células tumorales para probar la capacidad de las nanopartículas para reconocerlas. El diseño también facilita la evaluación de los resultados, ya que todo el modelo cabe bajo un microscopio ".
Este trabajo se detalla en un artículo titulado, "Breast on-a-chip:imitación del sistema de canalización de la mama para el desarrollo de teranósticos. Un resumen de este artículo está disponible en el sitio web de la revista.
