El Micro Immune Response On chip (MIRO) permet replicar els tumors i el seu entorn, per conèixer la seva resposta als tractaments basats en inmunoteràpia. El dispositiu, que ja s’ha provat amb èxit en mostres de càncer de mama, pot ser clau per desenvolupar nous tractaments i determinar quina és la teràpia més adequada per a cada pacient de manera personalitzada. El treball, publica Nature Communications, és fruit de la col·laboració entre l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya i l’Institut de Recerca de l’Hospital del Mar.
Un equip liderat per l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i l’Institut de Recerca de l’Hospital del Mar ha desenvolupat el MIRO (Micro Immune Response On chip, les seves sigles en anglès), un dispositiu basat en microfluidica que permet replicar les característiques dels tumors i del seu entorn a partir de cèl·lules de pacients. Es tracta d’una eina que pot ajudar a agilitzar el desenvolupament de nous tractaments d’immunoteràpia contra el càncer així com a seleccionar els més convenients per a cada persona. El treball s’ha publicat a la revista Nature Communications.
MIRO ens permet recrear no només el tumor, sinó el seu entorn i la interacció que tenen amb les cèl·lules del sistema immunitari. Aquesta relació és vital per a l’èxit dels tractaments basats en la immunoteràpia.
Anne Labernadie
El dispositiu MIRO permet omplir un buit en la creació de tractaments contra les cèl·lules canceroses. Molts desenvolupaments ofereixen resultats prometedors al laboratori, in vitro i en models de ratolins, però no funcionen tan bé quan es traslladen als humans. “MIRO ens permet recrear no només el tumor, sinó el seu entorn i la interacció que tenen amb les cèl·lules del sistema immunitari. Aquesta relació és vital per a l’èxit dels tractaments basats en la immunoteràpia que, malgrat el seu potencial curatiu, actualment només funcionen en entre el 20 i el 40% dels pacients”, explica la Dra. Anna Labernadie, qui va dissenyar el sistema microfluídic durant la seva recerca postdoctoral a l’IBEC i actualment lidera el laboratori de Comportament Cel·lular i Bioenginyeria de teixits al Centre de Recerca Príncipe Felipe (CIPF) a València.
Els investigadors que han desenvolupat aquesta tecnologia ja l’han provat amb mostres de càncer de mama conegudes com a HER2-positives. Aquest tipus de cèl·lules canceroses tenen nivells molt alts de la proteïna HER2, que afavoreix el creixement ràpid del tumor, però que, alhora, es pot tractar amb teràpies dirigides específicament a aquesta proteïna.
Placa de cultiu, cadascun dels pous conté un dispositiu MIRO.
Les proves realitzades han permès comprovar la importància de l’entorn que envolta els tumors de mama a l’hora de protegir-lo del tractament més habitual en aquest tipus de càncer, l’anticòs monoclonal trastuzumab. “Gràcies a MIRO, hem pogut rastrejar les cèl·lules immunitàries, veure com perden velocitat, moviment, en acostar-se al tumor, el que fa que el tractament no funcioni. Es troben una barrera formada per l’entorn tumoral i queden bloquejades”, explica el Dr. Alexandre Calon, responsable del Laboratori de Recerca Translacional en microambient tumoral de l’Institut de Recerca de l’Hospital del Mar.
Avançar cap a un tractament personalitzat
El dispositiu MIRO, que ja ha estat provat amb altres tipus de tumor sòlids, com ara tumors de pulmó o colon, està fabricat amb tècniques de microfluidica. Aquestes tècniques permeten manipular fluids i cèl·lules a una escala molt petita. MIRO inclou cultius de cèl·lules de diferents tipus, separats en compartiments per tal de dirigir i observar la seva evolució. Aquest model, el primer del seu tipus creat amb aquestes tècniques, permet recrear i estudiar amb detall la interacció entre les cèl·lules canceroses, el seu teixit connectiu i les respostes immunes. “Aquest model ens permet provar directament els tractaments que es farien servir amb els pacients”, explica el Dr. Xavier Trepat, professor d’investigació ICREA a l’IBEC, on lidera el grup de Dinàmica integrativa de cèl·lules i teixits, y membre de la Universitat de Barcelona UB).
Aquest model ens permet provar directament els tractaments que es farien servir amb els pacients.
Xavier Trepat
La capacitat del dispositiu per analitzar el funcionament de diferents tractaments, l’aparició de possibles resistències i, fins i tot, identificar nous biomarcadors de manera individualitzada per a cada pacient, representa un gran avenç en el disseny i personalització dels tractaments d’immunoteràpia en oncologia.
En aquest sentit, el Dr. Joan Albanell, cap del Servei d’Oncologia Mèdica de l’Hospital del Mar i director del Programa de Recerca en Càncer del seu institut de recerca, ha apuntat que “MIRO és un model preclínic innovador que pot ajudar a millorar la taxa d’èxit i d’eficàcia de noves estratègies amb immunoteràpia un cop les traslladem a assajos clínics”.
Pel que fa a la feina futura, l’IBEC, ICREA i l’ Institut de Recerca de l’Hospital del Mar ja han presentat una sol·licitud de patent conjunta per la tecnologia de MIRO. “El nostre objectiu es transferir aquesta tecnologia a la indústria farmacèutica i hospitals per poder aplicar-la a pacients”, explica la Dra. Anna Labernadie.
L’estudi descrit forma part de la tesi doctoral d’Alice Preucca a l’IBEC, el treball de la qual se centra a investigar el paper de l’ecosistema immunocompetent en la progressió del càncer.
El treball ha comptat també amb la col·laboració de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), la Universitat de Barcelona (UB), el Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN), la Universitat Pompeu Fabra i el Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa d’Oncologia (CIBERONC -ISCIII); i ha rebut finançament parcial de la Fundació “la Caixa”.
Vídeo on es mostra l’organització dels fibroblasts (verd), l’esferoide tumoral (vermell) i les cèl·lules immunitàries (cian). Comparativa d’una condició control (esquerra), amb condicions de tractament (dreta). En condicions de tractament s’observa com les cèl·lules immunitàries (cian) són capaces de travessar els fibroblasts (verd) i arribar al tumor (vermell).
Article referenciat
Alice Perucca, Andrea Gómez Llonin, Oriol Mañe Benach, Clement Hallopeau, Elisa I. Rivas, Jenniffer Linares, Marta Garrido, Anna Sallent-Aragay, Tom Golde, Julien Colombelli, Eleni Dalaka, Judith Linacero, Marina Cazorla, Teresa Galan, Jordi Pastor Viel, Xavier Badenas, Alba Recort-Bascuas, Laura Comerma, Patricia Fernandez-Nogueira, Ana Rovira, Pere Roca-Cusachs, Joan Albanell, Xavier Trepat, Alexandre Calon and Anna Labernadie. Micro Immune Response On-chip (MIRO) models the tumour-stroma interface for immunotherapy testing. Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56275-1
