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abstracto

Modelos de tejido in vitro en 3D que integran microfluidos para el descubrimiento de fármacos

Ting Yuan Tu

El objetivo de esta charla es presentar algunos modelos de tejido in vitro en 3D para el estudio de diversas enfermedades. En particular, el enfoque se concentrará en el uso de estos modelos en el campo de la investigación del cáncer. Como la metástasis del cáncer es responsable del 90% de las muertes relacionadas con el cáncer; Sin embargo, los ensayos de detección de fármacos actuales carecen de la capacidad de imitar los microambientes fisiológicos del cáncer y las estructuras tridimensionales (3D) del tumor que también pueden ser de importancia crítica en el estudio y la prevención de los diversos procesos en la metástasis. Las células tumorales cultivadas en un sistema 3D como agregados multicelulares de cáncer (MCA) recapitulan varias características críticas in vivo que permiten el estudio de funciones biológicas y el descubrimiento de fármacos. Presentaré un sistema de microfluidos que integra MCA en un andamio de hidrogel 3D, en cocultivo cercano con una monocapa endotelial, imitando el microambiente tumoral in vivo. En el diseño de estos estudios, la fisiopatología del cáncer y los mecanismos que impulsan la progresión del tumor se consideran cuidadosamente teniendo en cuenta la naturaleza de la interacción entre las células tumorales y el entorno circundante, incluida la microvasculatura tisular, los factores de crecimiento y la matriz extracelular (MEC). Se diseñó una plataforma de cocultivo de microfluidos con crecimiento mejorado de monocapa de células endoteliales de vena umbilical humana (HUVEC). Se probaron MCA de pulmón A549 y carcinoma de vejiga T24. Los ensayos de dosis-respuesta de cuatro fármacos se validaron de acuerdo con su capacidad invasiva para la matriz 3D adyacente. En ausencia de HUVEC, los MCA T24 mostraron una diseminación espontánea dramática en comparación con los MCA A549. La inhibición de la dispersión de MCA T24 requirió dosis más altas de fármacos como un solo agente y condujo a una inhibición solo parcial a una concentración de 10 µM con un inhibidor SC AZD-0530. La dispersión mejorada observada en presencia de HUVEC es una consecuencia de la secreción de factores de crecimiento que incluyen HGF y FGF-2 por parte de las células endoteliales. La producción del factor de crecimiento no se vio afectada por la adición de AZD-0530. En general, los sistemas anteriores demostraron un nuevo enfoque en la detección de fármacos con el potencial de replicar mejor el microambiente in vivo. La plataforma de microfluidos proporciona una nueva base para comprender la progresión del carcinoma hacia estados desdiferenciados y más malignos y para el desarrollo de futuros descubrimientos de fármacos.