Investigadores españoles desarrollan una biotinta para la bioimpresión 3D de tumores usando tejido de cerdo

Un equipo del CIBER-BBN en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha desarrollado un nuevo modelo de cáncer de mama que recrea la complejidad de la composición de los tumores de mama.

Se trata de una biotinta que está formada por tejidos de mama de cerdo a los que se les ha extraído las células, y que sirve de base para el crecimiento de células cancerosas humanas.

El trabajo, dirigido por Elisabeth Engel, investigadora principal del grupo CIBER-BBN/IBEC de Biomateriales para Terapias Regenerativas y Catedrática de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), se ha publicado en la revista científica ACS Appl. Mater. Interfaces .

El cáncer de mama es el cáncer más diagnosticado en mujeres, con cerca de 2,3 millones de nuevos casos en el mundo cada año, lo que significa que 1 de cada 12 mujeres padecerán esa enfermedad a lo largo de su vida.

A pesar de su alta incidencia, el cáncer de mama sigue siendo un desafío para médicos e investigadores, ya que, debido a la gran complejidad del tejido tumoral y del «microambiente» del tumor, es muy difícil reproducir las condiciones reales en el laboratorio para su estudio y tratamiento.

Un tumor está formado por células cancerosas, que se comportan y se dividen de forma anómala y que se encuentran embebidas en el microambiente que las envuelve. El microambiente tumoral está formado por la matriz extracelular (de las siglas en inglés, ECM), gran variedad de células epiteliales, células del sistema inmune, células de grasa (adipocitos), factores solubles de crecimiento y hormonas, entre otros.

La matriz extracelular es una parte importante de ese microambiente, ya que está implicada en el crecimiento del tumor y en la eficacia de los medicamentos. Además, su complejidad es uno de los factores que más limitan el estudio del cáncer de mama.

La matriz extracelular vendría a ser como una especie de soporte altamente complejo y con características mecánicas, biológicas y químicas muy precisas, donde se desarrollan las células cancerosas. Haciendo un símil con un nido de pájaros, la paja, las hojas, las ramas y demás materiales que forman el nido serían la ECM que permite el desarrollo de los huevos, en este ejemplo, las células cancerosas.

Con el objetivo de recrear esa compleja ECM, el equipo ha utilizado tejido de mama de cerdo hembra, aprovechándose de la gran similitud entre los genomas de cerdos y humanos, y de que es un tejido que se puede obtener de forma sencilla y en gran cantidad.

A través de diferentes procedimientos han eliminado las células de cerdo del tejido mamario, dejando solamente la ECM. Ese material, al que llaman biotinta, es el que servirá de base para los pasos siguientes y el desarrollo del tumor en el laboratorio.

«Hemos podido desarrollar, por primera vez, una biotinta a partir de tejidos mamarios desprovistos de sus células capaz de mimetizar las características mecánicas y bioquímicas de la matriz extracelular de la mama humana» explica Bárbara Blanco-Fernández, primera autora del estudio

Una vez que se ha obtenido esa biotinta, formada por la ECM de tejido mamario de cerdos, el equipo la ha utilizado para generar un tumor de mama humano por bioimpresión 3D. Para ello, a la biotinta le han añadido células cancerosas humanas, factores como el colágeno tipo 1 (presente en grandes cuantidades en los tumores de mama) y otros componentes que mantienen la estructura y dureza ideales del tumor. Esa mezcla se imprime en 3D y al cabo de unos días de incubación, en condiciones adecuadas y perfectamente controladas, se obtiene un tumor de mama humano.

La nueva biotinta desarrollada pone de relieve la importancia de recrear la complejidad de la matriz extracelular y a la vez el gran potencial de estos materiales para la fabricación de modelos tumorales por bioimpresión 3D para el estudio del cáncer. Además, este modelo abre las puertas al desarrollo de terapias más eficaces y de tratamientos personalizados, ya que se pueden fabricar tumores usando células de pacientes.