Sistema de cultivo celular 3D podría revolucionar diagnóstico del cáncer

En particular, el desarrollo de sustancias marcadoras radiactivas, conocidas como "radiotrazadores", que se utilizan para visualizar procesos fisiológicos y patológicos en el organismo, como en el diagnóstico del cáncer, ha implicado tradicionalmente pruebas largas y costosas, que a menudo se basan en la experimentación con animales. Estos métodos no solo son objeto de debate ético, sino que también ofrecen resultados que podrían no ser aplicables a los seres humanos. Ahora, investigadores han desarrollado un innovador sistema de pruebas bioanalíticas para candidatos a radiofármacos para el diagnóstico y la terapia del cáncer que elimina la necesidad de realizar pruebas en animales, lo que permite análisis más rápidos, automatizados y de alta precisión.

El sistema de pruebas bioanalíticas, desarrollado por un equipo interdisciplinario que incluye investigadores de la Universidad de Viena (Viena, Austria), utiliza células humanas cultivadas en una matriz de seda para evaluar fármacos candidatos en condiciones más realistas, ofreciendo una alternativa más rápida y precisa a las pruebas con animales. El proceso patentado combina técnicas cromatográficas (separación de sustancias basada en interacciones con una fase estacionaria y una móvil) con un cultivo celular dinámico en 3D. El sistema utiliza esponjas de fibroína de seda biocompatibles como fase estacionaria, que actúan como andamio artificial para inmovilizar células humanas en una estructura tridimensional.

Un sistema de bombeo especializado nutre continuamente las células, simulando las condiciones del tejido humano, mientras que los agentes radiofarmacéuticos se aplican y se observan en tiempo real utilizando tecnologías de imagen como µPET/CT (tomografía por emisión de positrones/tomografía computarizada). Este enfoque permite una evaluación paralela de las propiedades de unión de los radiotrazadores y los procesos bioquímicos dentro de las células. El nuevo método, descrito en The Journal of Nuclear Medicine, permite la evaluación precisa de sustancias marcadoras radiactivas, incluidas sus propiedades de unión, precisión del objetivo y posibles efectos secundarios. La fibroína de seda ofrece ventajas significativas debido a su estabilidad a la radiación y su uso establecido en el cultivo celular. Además, la introducción de fritas (particiones similares a tamices) entre las esponjas reduce la migración celular, lo que mejora la reproducibilidad de los resultados. Factores clave como la distribución de la dosis de radiación y el suministro de nutrientes a las células se pueden controlar cuidadosamente.

Se hizo especial hincapié en la automatización y estandarización de los procesos para garantizar la manipulación segura y eficiente de sustancias radiactivas. Este método se adhiere al principio de las 3R («reducir, refinar, reemplazar») y se alinea con la Iniciativa de la Ruta Crítica de la FDA. Tiene el potencial de reducir sustancialmente la necesidad de realizar pruebas en animales, acelerar el desarrollo de radiofármacos y minimizar la exposición del personal a la radiación. Esta innovadora tecnología podría establecer nuevos estándares en radiofarmacia preclínica, promoviendo un desarrollo de fármacos más sostenible y eficiente.

«Con nuestro método, no solo creamos una alternativa a la experimentación con animales, sino que también podemos hacer mucho más eficiente el desarrollo de nuevas sustancias marcadoras radiactivas», declaró Verena Pichler, primera autora del estudio, del Departamento de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de Viena. «Nuestro objetivo es llevar el diagnóstico y la terapia a un nuevo nivel y, al mismo tiempo, mejorar los estándares éticos».

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Universidad de Viena