Engineering 3D cell culture models for cancer research

Abstract

El cáncer de pulmón es la principal causa de muerte por cáncer en todo el mundo, principalmente debido a la falta de efectividad de las terapias actuales una vez que las células tumorales comienzan a diseminarse. El crecimiento del tumor y la formación de metástasis implican la alteración y reclutamiento de células no malignas en el tumor primario, entre ellas las células inmunes, constituyendo el microambiente tumoral. En este escenario complejo, la matriz extracelular juega asimismo un papel importante, dado que aloja múltiples señales bioquímicas y mecánicas que modulan la progresión del tumor. En este sentido, el desarrollo de modelos in vitro que representen esta situación y permitan el estudio del microambiente tumoral, así como la traslación de investigación básica a la clínica, es un desafío cada vez más importante. La caracterización de las interacciones entre las células tumorales y su entorno ha sido objeto de estudio en los últimos años. Sin embargo, la mayoría de los trabajos de investigación se han llevado a cabo en cultivos convencionales 2D, que no representan la morfología celular y los procesos de señalización intracelular. Los modelos 3D permiten el desarrollo de sistemas altamente reproducibles y fisiológicos, reduciendo la brecha entre la monocapa 2D estándar y los ensayos in vivo. Teniendo en cuenta esto, tres modelos 3D diferentes que incluyen células tumorales e inmunitarias, especialmente diseñados para imitar y estudiar el microambiente tumoral en el cáncer de pulmón, han sido desarrollados en el contexto de esta tesis. Se han caracterizado y utilizado para el estudio del microambiente tumoral y su influencia en la progresión y diseminación tumoral. Además, se ha explorado su potencial como herramienta in vitro para la evaluación de terapias antitumorales convencionales y dirigidas.