Plataforma de bioimpressão 3D replica tumores específicos de pacientes

Características dos esferóides tumorais bioimpressos. (a) Crescimento de todas as quatro linhas de células cancerosas (rosa: LS174T, roxo: SW620, azul: SW480, amarelo: CACO2), medido 7, 9 e 11 d após a bioimpressão. (b) Imagem de microscopia confocal através do centro de um esferóide SW620. Vermelho = actina (TRITC-faloidina), azul = núcleos celulares (DAPI). Barra de escala = 50 μm. (c) Microscopia eletrônica de varredura de um esferóide tumoral SW620, barra de escala = 50 μm. (d) TEM de uma seção esferóide SW620, com junções célula-célula observadas (inserção, seta amarela). Barra de escala = 10 μm, barra de escala inserida = 500 nm. (e) Corte histológico de um esferóide SW620 embebido em parafina corado com hematoxilina e eosina. Barra de escala = 100 μm. (f) Corte histológico de um esferóide SW620 embebido em parafina. Verde = região hipóxica (HypoxyProbe), azul = núcleos celulares (DAPI). Barra de escala = 100 μm. Crédito: Biofabricação (2022). DOI: 10.1088/1758-5090/ac999f

Pacientes com câncer de intestino podem no futuro se beneficiar de uma nova tecnologia de bioimpressão 3D que usaria suas próprias células para replicar o complexo ambiente celular de tumores sólidos em modelos 3D. O avanço liderado pela Universidade de Bristol, publicado em Biofabricaçãopermitiria que os médicos tratassem os modelos, conhecidos como esferóides, com drogas quimioterápicas e radiação para ajudá-los a entender a resistência de um paciente individual às terapias.

O câncer de intestino é o terceiro câncer mais prevalente em todo o mundo, uma das principais causas de mortes relacionadas ao câncer e está se tornando mais prevalente globalmente a cada ano. Enquanto as terapias atuais visam reduzir os tumores através de uma combinação de cirurgia, quimioterapia e/ou radioterapia, a natureza heterogênea dos tumores intestinais significa que drogas quimioterápicas têm efeitos variáveis ​​entre os pacientes.

Neste novo estudo, os pesquisadores desenvolveram uma nova plataforma de bioimpressão 3D com imagens e processamento de microscopia de luz de alto conteúdo. Usando uma mistura de biotintas e células de câncer colorretal, a equipe mostrou que conseguiu replicar tumores em esferóides 3D.

Para investigar como os tumores podem responder às drogas, perfis de dose-resposta foram gerados a partir dos esferóides que foram tratados separadamente com drogas quimioterápicas oxaliplatina (OX), fluorouracil (5FU) e radioterapia. Os esferóides foram então fotografados ao longo do tempo. Os resultados de seu experimento mostraram que a oxaliplatina foi significativamente menos eficaz contra tumor esferóides do que nas atuais estruturas de cultura em monocamada 2D, quando comparadas ao fluorouracil.

O professor Adam Perriman, professor de bioengenharia da Escola de Medicina Celular e Molecular de Bristol, fundador da empresa de terapia celular CytoSeek e principal autor do estudo, explica o significado da tecnologia: “Modelos clinicamente preditivos que permitem aos médicos identificar quão bem os tumores respondem a drogas antes de serem administradas em pacientes, ainda são uma necessidade não atendida. A cultura de monocamada de células bidimensionais (2D) continua sendo o padrão para modelar a eficácia e segurança de drogas in vitro. No entanto, sua baixa capacidade preditiva in vivo inibe seu uso como uma ferramenta para descoberta de drogasreposicionamento de medicamentos e medicina personalizada.”

“Desenvolvemos um alto rendimento bioimpresso câncer de intestino plataforma esferóide com altos níveis de automação, conteúdo de informações e baixo número de células que imita as características 3D dos tumores e mostra que alguns tumores são mais resistentes à quimioterapia.”

“Prevemos que esta nova tecnologia de plataforma possa ter um impacto significativo na doença humana modelagem para avaliação da resposta a medicamentos oncológicos em 3D. Este é um grande passo em direção à medicina personalizada e ajuda a entender por que certos pacientes respondem à quimioterapia.”