Dispositivo microfluídico explora las interacciones del cáncer de ovario

En muchos cánceres, se han estudiado ampliamente las interacciones de las plaquetas con las células tumorales circulantes y su papel en la metástasis. En el cáncer de ovario, se cree que la extravasación de plaquetas al tumor y la metástasis resultante están reguladas principalmente por el endotelio vascular.

Los mecanismos que regulan el transporte transvascular de plaquetas en el cáncer pueden depender en gran medida de una tríada que comprende interacciones celulares y moleculares entre las células del cáncer de ovario, el endotelio y las plaquetas. Determinar las alteraciones vasculares cerca del tejido canceroso a lo largo del tiempo es extremadamente difícil, y los efluentes diferenciales de tejidos y células no se pueden recolectar continuamente para análisis genéticos y proteómicos posteriores.

Bioingenieros de la Facultad de Ingeniería de Texas A&M (College Station, TX, EUA), que colaboraron con científicos médicos en el Centro de Cáncer MD Anderson de la Universidad de Texas (Houston, TX, EUA), utilizaron la metodología de órgano-en-un-chip y la aplicaron para modelar las funciones vasculares y plaquetarias en el cáncer de ovario. Este sistema (OvCa-Chip) consta de cámaras de microfluidos que están revestidas por células tumorales de ovario humano interconectadas con un lumen endotelializado tridimensional. La perfusión posterior con plaquetas humanas dentro del compartimento endotelial vascular del dispositivo en condiciones de cizallamiento microvascular, durante cinco días, reveló contribuciones del endotelio a nivel de órgano-a-molecular para desencadenar la extravasación de plaquetas en los tumores.

Se analizaron los efluentes de medios recolectados durante diferentes horas de los canales vasculares del OvCa-Chip y Control-Chip, para 27 citoquinas, utilizando el kit de panel de perlas magnéticas Milliplex Map Human Cytokine/Chemokine (Merck-Millipore, Darmstadt, Alemania) que contiene las perlas etiquetadas con anticuerpos específicos contra las citoquinas diana. La adquisición y análisis de datos de citometría de flujo se realizaron con un citómetro de flujo Accuri C6 (BD Biosciences, San José, CA, EUA).

El análisis de los efluentes disponibles del tumor individual y las cámaras endoteliales del dispositivo reveló la dinámica temporal de la desintegración vascular causada por las células cancerosas, un aumento diferencial en la expresión de citoquinas y una alteración de los genes de mantenimiento de la barrera en las células endoteliales. Estos eventos, cuando se analizaron dentro del dispositivo a lo largo del tiempo, hicieron que el tejido vascular tuviera fugas y promovió la extravasación de plaquetas. El tratamiento con atorvastatina de las células endoteliales dentro del OvCa-Chip reveló una función de barrera endotelial mejorada, una reducción de las citoquinas inflamatorias y, finalmente, la detención de la extravasación de plaquetas.

Ver la interacción entre los tumores y los vasos sanguíneos en el OvCa-Chip llevó a los científicos a un resultado extraordinario al ver que las células tumorales rompieron sistemáticamente las células endoteliales, que son la barrera que recubre la superficie interior de los vasos sanguíneos y previene la interacción exterior con las células sanguíneas. Una vez que esta barrera desapareció, las células sanguíneas y las plaquetas ingresaron al microambiente del tumor y pudieron ser reclutadas para la metástasis.

Abhishek Jain, PhD, profesor asistente y autor principal del estudio, dijo: “Tienes que entender que estos son chips vivos ya que contienen células vivas. La ventaja es que en realidad se trata de muestras humanas. Entonces, lo que pensamos, que será el futuro de esta tecnología, es que tal vez podamos avanzar en la dirección de la medicina personalizada donde realmente podríamos tomar células madre de pacientes y otras células derivadas de pacientes y hacer todo este chip a partir de un solo paciente”. El estudio fue publicado el 27 de julio de 2020 en la revista Blood Advances.

Enlace relacionado:
Facultad de Ingeniería de Texas A&M
Centro de Cáncer MD Anderson de la Universidad de Texas
Merck-Millipore