El càncer de mama és el càncer més diagnosticat en dones, amb prop de 2,3 milions de nous casos en el món cada any, el que significa que 1 de cada 12 dones patiran aquesta malaltia durant la seva vida. Malgrat la seva alta incidència, el càncer de mama continua sent un repte per a metges i investigadors, ja que, a causa de la gran complexitat del teixit tumoral i del “microambient” del tumor, és molt difícil reproduir les condicions reals en el laboratori per al seu estudi i tractament.
Ara, investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) han desenvolupat un nou model de càncer de mama que recrea la complexitat de la composició de tumors de mama. Es tracta d’una “biotinta” que està formada per teixits de mama de porcs als quals se’ls ha eliminat les cèl·lules, i que serveix de base per al creixement de cèl·lules canceroses humanes. El treball, dirigit per Elisabeth Engel, líder del grup de recerca “Biomaterials per a Teràpies Regeneratives” i Catedràtica de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), s’acaba de publicar en la revista científica ACS Appl. Mater. Interfícies.
Impressió en 3D del tumor utilitzant la nova biotinta a partir de mames de porc
Un tumor està format per cèl·lules canceroses, que es comporten i es divideixen de manera anormal i que es troben immerses en el microambient que els envolta. El microambient tumoral està format per la matriu extracel·lular (de les sigles en anglès, ECM), gran varietat de cèl·lules epitelials, cèl·lules del sistema immune, cèl·lules de greix (adipòcits), factors solubles de creixement i hormones, entre altres. La matriu extracel·lular és una part important d’aquest microambient, ja que està implicada en el creixement del tumor i en l’eficàcia dels medicaments. A més, la seva complexitat és un dels factors que més limiten l’estudi del càncer de mama.
La matriu extracel·lular vindria a ser com una espècie de suport altament complex i amb característiques mecàniques, biològiques i químiques molt precises, on es desenvolupen les cèl·lules canceroses. Fent un símil amb un niu d’ocells, la palla, les fulles, les branques i altres materials que formen el niu serien l’ECM que permet el desenvolupament dels ous, en aquest exemple, les cèl·lules canceroses.
Amb l’objectiu de recrear aquesta complexa ECM, els investigadors de l’IBEC han utilitzat teixit de mames de porcs femella, aprofitant-se de la gran similitud entre els genomes de porcs i humans i que és un teixit que es pot obtenir de manera senzilla i en gran quantitat. A través de diferents procediments han eliminat les cèl·lules de porc del teixit mamari, deixant només la ECM. Aquest material, al qual anomenen biotinta, és el que servirà de base per als passos següents i el desenvolupament del tumor en el laboratori.
“Hem pogut desenvolupar, per primera vegada, una biotinta a partir de teixits mamaris desproveïts de les seves cèl·lules capaç de mimetitzar les característiques mecàniques i bioquímiques de la matriu extracel·lular de la mama humana.”
Bàrbara Blanco-Fernández, primera autora de l’estudi
Una vegada que els investigadors han aconseguit aquesta biotinta, formada per l’ECM de teixit mamari de porcs, l’han emprat per a generar un tumor de mama humà per bioimpresión 3D. Per a això, a la biotinta han afegit cèl·lules canceroses humanes, factors com el col·lagen tipus 1 (present en grans quantitats en els tumors de mama) i altres components que mantenen l’estructura i duresa ideals del tumor. Aquesta mescla s’imprimeix en 3D i al cap d’uns dies d’incubació en condicions adequades i perfectament controlades s’obté un tumor de mama humà.
La nova biotinta desenvolupada pels investigadors de l’IBEC posa en relleu la importància de recrear la complexitat de la matriu extracel·lular i alhora el gran potencial d’aquests materials per a la fabricació de models tumorals per bioimpresión 3D per a l’estudi del càncer. A més, aquest model obre les portes al desenvolupament de teràpies més eficients i de tractaments personalitzats, ja que es poden fabricar tumors fent servir cèl·lules de pacients.
Elisabeth Engel és membre del Centro de Investigación Biomédica en Red, Área de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER- BBN) i de la Red de Terapias Celulares (TerCel).
Article de referència: Barbara Blanco-Fernandez, Sergi Rey-Vinolas, Gülsün Bağcı, Gerard Rubi-Sans, Jorge Otero, Daniel Navajas, Soledad Perez-Amodio, Elisabeth Engel. Bioprinting Decellularized Breast Tissue for the Development of Three-Dimensional Breast Cancer Models. ACS Applied Materials & Interfaces 2022 14 (26), 29467-29482.
