Un equipo científico ha desarrollado unos nuevos hidrogeles que sirven como sistemas de cultivo 3D para células inmunes y organoides. Permiten una tasa de crecimiento celular mayor que los cultivos tradicionales. Entre sus aplicaciones, el equipo se centra principalmente en dos: crecimiento de células para inmunoterapias y obtención de mini-órganos para ensayos pre-clínicos.

Una muestra de hidrogel en el centro del recipiente de plástico. Tiene forma redondeada por el tubo en el que se ha formado. Los hidrogeles han sido diseñados por el equipo de Judith Guasch, del Max Planck Partner Group “Dynamic Biomimetics for Cancer Immunotherapy” y del Nanomol-Bio Grup, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC).

Los hidrogeles son porosos y biocompatibles. Tienen una gran versatilidad estructural y mecánica y pueden ser cargados con biomoléculas activas, de forma que pueden funcionalizarse fácilmente. Estos biomateriales sirven como sistemas de cultivo 3D para distintas células, especialmente las inmunes y tumorales.

Entre las aplicaciones, los científicos se centran principalmente en dos. Una es su uso como medio de cultivo para crecimiento de células del sistema immunitario. Con esto se quiere resolver uno de los problemas actuales de las inmunoterapias: conseguir el mayor número posible de células con funcionalidad terapéutica en el menor tiempo y coste posibles. Con estos hidrogeles, los investigadores han conseguido tasas de crecimiento celular superiores a las logradas en los sistemas de cultivo habituales.

"La implementación de nuestro hidrogel híbrido ‘tuneable’ supondría dar un paso más en el cambio de los tradicionales medios de cultivo 2D a sistemas 3D que imitan la matriz extracelular de origen, dando lugar a resultados más realistas, que podrían aplicarse en diferentes campos, como la inmunoterapia del cáncer o el diseño de nuevos modelos preclínicos", detalla Guasch.

Otra aplicación es la formación de organoides o mini-órganos para su uso en investigación. Los investigadores han demostrado que este sistema es eficaz para el cultivo de organoides derivados de diferentes tejidos (tumorales), que se definen como "mini-órganos" capaces de imitar la forma y algunas funcionalidades del tejido del que proceden.

"Cada tipo de organoide servirá principalmente para estudiar el cáncer del que provienen las células, y en especial, del paciente del que provienen”. Judith Guasch

“Actualmente, se piensa que los organoides obtenidos a partir de células de pacientes podrían convertirse en una de las herramientas preclínicas más importantes del futuro, ya que tienen una mayor complejidad que los sistemas 2D de placas de Petri, y además proceden del mismo paciente, a diferencia de los animales de laboratorio, cuya fisiología difiere de la humana” explica la investigadora Judith Guasch.

Cada tipo de organoide, apunta Guasch, “servirá principalmente para estudiar el cáncer del que provienen las células, y en especial, del paciente del que provienen”. Es por ello que “también parece que serán útiles para realizar planes terapéuticos personalizados, de forma similar a como hoy en día se hace para tratar infecciones de orina, donde se realiza un cultivo bacteriano a partir de la muestra del paciente y se estudian diferentes antibióticos”.

Eso permitiría poder estudiar nuevos fármacos  en condiciones más similares a las reales de lo que se hace hoy en día y avanzar en el diseño de terapias personalizadas. “También se espera poder reducir significativamente el número de animales de laboratorio", concluyen los investigadores. El equipo ha solicitado la patente del desarrollo y en los próximos meses esperan poder dar a conocer algunos resultados de esta investigación.

En este video, la investigadora Judith Guasch habla de esta investigación.